压电陶瓷温度效应对燃油喷射特性的影响仿真

摘要

基于Matlab/Simulink建立了压电执行器非线性数学模型来描述执行器的电-机转换过程,在试验的基础上对压电材料的压电常数和电容进行了温度修正,并耦合喷油器其他机-液部分,建立了完整的压电喷油器电-机-液模型,经试验验证,执行器数学模型误差为4.6％,喷油器模型误差为7.8％.分析了不同工作温度下压电喷油器喷射特性和各腔室压力波动特性,结果表明:工作温度的升高使得执行器输出位移增加了24.6％,球阀腔泄油后最低压力降低,各腔室压力建立过程后移,针阀升程增加,关闭时刻推迟;在喷油脉宽为0.1 ms时温度的影响更加明显,温度升高至150℃时,相比于30℃,油量偏差率最高至70％,喷油速率峰值增加了约24％,最高喷射压力提高了9 MPa,喷油持续期增加了0.06 ms;脉宽较大(ET=1.0 ms)时,开启阶段喷油速率、最高喷射压力和喷油速率峰值影响不大,但喷油关闭时刻推迟了0.11 ms左右.