【摘 要】21世紀(jì)隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，柴油機(jī)的保有量在迅速提高，新世紀(jì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、降低污染物排放成為各國發(fā)展的主題，因此高污染的特點(diǎn)成為柴油機(jī)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸，隨著我國頒布和實(shí)施國III、國IV排放標(biāo)準(zhǔn)，對電控電梯泵燃油噴射系統(tǒng)的改造升級成為行業(yè)面臨的重要課題，建立該系統(tǒng)的仿真模型可以從多角度分析燃油噴射系統(tǒng)工作性能的影響因素，為改進(jìn)工作提供依據(jù)。電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)屬于電磁閥溢流控制式供油系統(tǒng)，對燃油噴射系統(tǒng)開展仿真研究不僅可以實(shí)現(xiàn)對柴油機(jī)的改進(jìn)升級，而且也可以提高其排放的標(biāo)準(zhǔn)。燃油噴射系統(tǒng)共分為：供油泵、高壓油管以及噴油器系統(tǒng)三個(gè)部分，文中簡單論述了電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)的仿真結(jié)構(gòu)，并深入分析了該系統(tǒng)的仿真過程與結(jié)果，為燃油噴射系統(tǒng)的匹配工作提供可靠依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】燃油噴射系統(tǒng)；仿真模型；研究分析

0.引言

21世紀(jì)隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，柴油機(jī)的保有量在迅速提高，新世紀(jì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境、降低污染物排放成為各國發(fā)展的主題，因此高污染的特點(diǎn)成為柴油機(jī)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸，隨著我國頒布和實(shí)施國III、國IV排放標(biāo)準(zhǔn)，對電控電梯泵燃油噴射系統(tǒng)的改造升級成為行業(yè)面臨的重要課題，建立該系統(tǒng)的仿真模型可以從多角度分析燃油噴射系統(tǒng)工作性能的影響因素，為改進(jìn)工作提供依據(jù)。電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)屬于電磁閥溢流控制式供油系統(tǒng)，對燃油噴射系統(tǒng)開展仿真研究不僅可以實(shí)現(xiàn)對柴油機(jī)的改進(jìn)升級，而且也可以提高其排放的標(biāo)準(zhǔn)。

1.燃油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)的工作原理是首先需要ECU發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號，然后高壓電磁閥就會(huì)接通電源，接通電源之后的電磁閥會(huì)處于一種關(guān)閉的狀態(tài)，同時(shí)柱塞作上升運(yùn)動(dòng)對密封燃油進(jìn)行壓縮，燃油進(jìn)入高壓油管之后會(huì)受到高壓力波的作用，通過傳播到噴油器中最終進(jìn)入燃油噴入氣缸[1]。

對該系統(tǒng)的仿真研究主要集中在燃油噴射系統(tǒng)的噴射過程，并需要考慮以下幾點(diǎn)：①忽略噴射過程中燃油的溫度變化；②高壓油管的長度小于1m的時(shí)和最高噴射壓力不是過高的情況下，可以忽略掉油路的摩擦，而且可以按照勝訴不變的微波管流進(jìn)行處理；③將各個(gè)集中容積腔中的燃油視為均勻狀態(tài)；④忽略燃油噴射系統(tǒng)的彈性變形等因素。

2.燃油噴射系統(tǒng)的建模分析

研究采用的是GT—FUEL中的基本模型和復(fù)合模型對電控電梯泵的燃油噴射系統(tǒng)進(jìn)行建模分析，就電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)而言共可以分為低壓油路、凸輪、EUP泵體、電磁閥、出油閥、高壓油管、噴油器以及氣缸內(nèi)環(huán)境等八個(gè)不同的模塊，對該系統(tǒng)的仿真研究需要從上述主要模塊開展。

2.1低壓油路

電控電梯泵的進(jìn)油管路和噴油器的回油管路被稱之為低壓油路，但是從實(shí)際的工作中可以發(fā)現(xiàn)，低壓油路的工作原理極其復(fù)雜，因此在本次仿真過程中選擇容量相當(dāng)?shù)钠绻苣Ｐ?，將燃油的初始壓力設(shè)置為0.8MPa，將燃油的初始溫度設(shè)置為280K，這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)域試驗(yàn)中發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油壓力和溫度相同。

2.2凸輪

柱塞的運(yùn)動(dòng)規(guī)律取決于凸輪的型線，在該系統(tǒng)中凸輪的設(shè)計(jì)參數(shù)對整個(gè)噴油系統(tǒng)的噴油壓力和噴油速率有著重要的影響，本次仿真模型的凸輪特征參數(shù)設(shè)計(jì)為：基圓半徑為18mm，滾輪的半徑為13mm，最大升程為16mm，其中凹弧半徑設(shè)計(jì)為60mm，升程的包角為58.7度，等速凸輪的包角為19度[2]。

2.3電控單體泵的模型

燃油噴射系統(tǒng)中最復(fù)雜的部件是EUP，該組件中包括柱塞偶件、電磁閥偶件以及出油閥偶件，其中柱塞的直徑確定為10mm，行程確定為16mm。

2.3.1電控單體泵泵體

電控單體泵中的EUP組件內(nèi)部管道結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且管道結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)確性對最終的仿真結(jié)構(gòu)有著緊密的聯(lián)系。

在仿真模型中各個(gè)管道之間的連接選擇孔口模型進(jìn)行連接，柱塞腔采用歧管模型，歧管的容積跟隨柱塞的位移變化而變化，以此來模擬燃油被柱塞擠壓的詳細(xì)過程，其中推動(dòng)柱塞運(yùn)動(dòng)的彈簧使用彈簧模型建模。柱塞作為噴油泵精密組件之一，在實(shí)際工作中容易出現(xiàn)漏油，本次仿真的模型中使用環(huán)形間隙泄露模型進(jìn)行建模，并且漏油量的大小主要取決于柱塞位移程度和柱塞的運(yùn)毒速度。

2.3.2電磁閥

電磁閥的模型使用簡化電磁閥進(jìn)行仿真，需要在仿真系統(tǒng)中輸入電磁閥開啟和關(guān)閉時(shí)的特性，并提供油脈寬的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。在仿真過程中要結(jié)合閥桿的升程來計(jì)算電磁閥的有效通流面積。

2.3.3噴油器

電控單體泵中的噴油器多數(shù)采用的是機(jī)械式一級彈簧孔氏噴油器，孔徑為0.21mm，噴孔的數(shù)量為6，流量的系數(shù)為0.8，噴油角度為150度，開啟壓力為25MPa，本次使用的仿真軟件中包含噴油器的復(fù)合模型，直接引用即可，在噴油系統(tǒng)工作過程中氣缸內(nèi)的工作壓力會(huì)出現(xiàn)規(guī)律性的變化。

3.結(jié)束語

仿真結(jié)果可以較為真實(shí)的反應(yīng)電控單體泵燃油噴射系統(tǒng)中的噴油延時(shí)和噴油的規(guī)律，并且可以結(jié)合仿真的結(jié)果對噴油壓力的影響因素展開分析，為電控單體泵系統(tǒng)的開發(fā)和升級改造提供可以的依據(jù)，而且對改善柴油機(jī)的排放污染和油耗也有幫助。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳長水.電控柴油機(jī)ECU軟件設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].車用發(fā)動(dòng)機(jī)，2013，16（02）：42-45.

[2]楊時(shí)威.電控單體泵多節(jié)點(diǎn)標(biāo)定系統(tǒng)的研發(fā)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2011，4（02）：31-34.

[3]仇滔，劉興華，陸瀅，尹文輝.DDC2000柴油機(jī)的電控單體泵高低壓油路耦合試驗(yàn)[J].兵工學(xué)報(bào)，2009（11）.

[4]仇滔，尹文輝，劉興華，陸瀅，劉永峰.低壓油路對電控單體泵循環(huán)變動(dòng)的影響試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2010（02）.

[5]邱群麟，葛蘊(yùn)珊，韓秀坤，高力平.汽油車稀釋排放連續(xù)采樣系統(tǒng)的分析與應(yīng)用[J].車輛與動(dòng)力技術(shù)，2003（04）.

[6]吳長水，龔元明.電控組合泵燃油噴射特性仿真與試驗(yàn)[J].車用發(fā)動(dòng)機(jī)，2011（02）.

[7]顏伏伍，王志紅，劉鑫.摩托艇用汽油機(jī)電控系統(tǒng)參數(shù)的標(biāo)定[J].能源技術(shù)，2008（03）.

[8]曹云鵬，滕萬慶，孫文福，路勇.雙燃料汽車ECU控制參數(shù)標(biāo)定系統(tǒng)研究[J].內(nèi)燃機(jī)工程，2007（02）.

[9]王威，何西常，周廣猛，周平，張眾杰，董素榮，劉剛.電控柴油機(jī)優(yōu)化標(biāo)定研究現(xiàn)狀和展望[J].內(nèi)燃機(jī)，2012（01）.

[10]仇滔，尹文輝，劉興華，陸瀅，劉永峰.低壓油路對電控單體泵循環(huán)變動(dòng)的影響試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2010（02）.