柴油机高压共轨燃油系统仿真研究与优化

摘要

由于近年来关于柴油机的排放法规日益严苛，同时也为了满足“节能减排”的要求，电控高压共轨燃油喷射系统的优势凸显。高压共轨燃油系统因其能够实现稳定高压喷射，独立灵活调节喷油压力、喷油正时、喷油量和喷油规律的优点成为现阶段柴油机技术发展的必然趋势。
　　 本文建立了针对某型6缸柴油机所用电控高压共轨燃油系统的HYDSIM仿真模型。分析对比了高压油泵结构参数、共轨管结构参数以及共轨系统的工作参数对轨压波动的影响规律，并根据分析结果对这些结构参数进行优化，以实现减缓共轨压力波动、提高各缸喷油均匀性的目的。同时在单个喷油器模型的基础上，分析了由控制腔、控制活塞、进油节流孔和泄油节流孔组成的电控喷油器液压伺服机构的几个关键结构参数对喷油器针阀响应和喷射特性的影响，最终确定改善针阀响应特性的优化改进方案。
　　 由于电磁阀是电控燃油喷射系统中的重要部件之一，文中对电磁阀的工作原理和数学模型进行了展开，并对电磁阀的动态响应特性进行了simulink仿真研究。通过分析研究驱动电压值、初始气隙宽度、弹簧预紧力和线圈匝数这几个电磁阀工作和结构参数选择对于动态响应特性的影响，结果表明，若要缩短电磁阀响应时间，则可以适当提高驱动电压值；在保证电磁阀正常启闭的前提下，回位弹簧预紧力尽量选择较小的值；初始气隙宽度与电磁力呈反比，线圈匝数与电磁力呈正比。
　　 最后提出并仿真论证了在共轨管上加装压力缓冲器实现可变共轨容积，以降低压力波动幅度的新构想。