CN111911327A - 一种共轨喷油器喷油稳定性分析模型及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种共轨喷油器喷油稳定性分析模型,包括喷油器供油油路单元、电磁阀驱动单元和喷油执行单元，所述喷油器供油油路单元包括恒压源、喷油器入口腔模块、控制腔、针阀腔，所述恒压源连接至喷油器入口腔模块，所述喷油器入口腔模块通过高压油路模块连接针阀腔，所述针阀腔与控制腔连接，且所述针阀腔与控制腔分别连接喷油执行单元，所述电磁阀驱动单元与喷油执行单元连接，且所述电磁阀驱动单元内连接有控制时间模块。本发明有益效果：用仿真的手段分析喷油稳定的影响因素及提高稳定的控制方法，仿真过程中可以进行单因素的调整分析，从而降低试验中未知因素的干扰，提高分析准确性，同时减少了用过实物测试的方法去研究喷油稳定性。

Description

一种共轨喷油器喷油稳定性分析模型及方法
技术领域
本发明属于柴油机共轨喷油器性能分析技术领域，尤其是涉及一种共轨喷油器喷油稳定性分析模型及方法。
背景技术
喷油稳定性是指单支喷油器相同工况下多次喷油的喷油量标准差。共轨喷油器喷油过程由电磁阀通电时刻与时长控制，且控制精度高与灵活性好，但电磁阀仅起到一个开关的作用。喷油前，喷油器高压油路燃油状态是由上一次喷油过程、变量泵供油过程及相邻缸喷油过程的燃油波动及发动机自身状态、振动等综合因素决定的，这使得喷油器多次喷油中每次喷油前的高压油路状态有差异，是造成喷油不稳定的主要原因。随着喷油量增加、发动机转速的提高，将导致喷油稳定性变差。因此，一方面通过优化系统燃油压力波动及发动机性能可以提高喷油稳定性，另一方面还需要开展喷油器结构优化设计，提升喷油器承受燃油波动影响的能力。
喷油器结构优化设计主要依靠软件工具。仿真计算过程中，输入参数包括：控制参数(如电磁阀通电时刻与时长)，结构参数(直径、角度、长度等)，边界参数(供油压力)。喷油器性能仿真的流程是：先进行模型搭建，接着输入结构参数与边界参数，然后进行模型校准，最后调整结构参数或边界参数进行计算分析。通常，当结构参数、边界参数输入后，由于喷油前，喷油器高压油路燃油状态一致，使得调整控制参数对计算结果没有影响，因此，计算时中很少调整控制参数，而以调整结构参数、边界参数为主，即通常利用软件工具分析目的是计算该组结构参数、边界参数下的性能指标，如喷油量、持续期及喷油规律等。因此，常规计算分析方法无法得到共轨喷油器的喷油稳定性。而试验中可以测得多因素下的喷油稳定性，但不利于指导喷油器结构的改进，且试验本身也有一定测量误差，将进一步影响对喷油器稳定的分析。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种共轨喷油器喷油稳定性分析模型及方法，以解决上述问题的不足之处。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种共轨喷油器喷油稳定性分析模型,包括喷油器供油油路单元、电磁阀驱动单元和喷油执行单元，所述喷油器供油油路单元包括恒压源、喷油器入口腔模块、控制腔、针阀腔，所述恒压源连接至喷油器入口腔模块，所述喷油器入口腔模块通过高压油路模块连接针阀腔，所述针阀腔与控制腔连接，且所述针阀腔与控制腔分别连接喷油执行单元，所述电磁阀驱动单元与喷油执行单元连接，且所述电磁阀驱动单元内连接有控制时间模块。
进一步的，所述喷油器入口腔模块的初始值与恒压源、高压油路模块、控制腔及针阀腔的初始值不一致。
本申请还提供了一种基于共轨喷油器喷油稳定性分析模型的分析方法，包括以下步骤：
A.调整喷油器入口腔模块初始值；
B.喷油器入口腔模块处产生压力波动，通过高压管路模块向控制腔、针阀腔传播；
C.电磁阀驱动单元通电前及喷油执行单元执行喷油前，控制腔与针阀腔的压力及流速均呈不同的周期性变化；
D.测量喷油器入口腔模块的喷油结束后的实际压力波动曲线，得到喷油器入口腔模块的新的初始值；
E.设置一定时间间隔的控制时间模块的参数，计算每个时间处对应的结构参数和边界参数；
F.设置一组结构参数、边界参数后，计算共轨喷油器喷油量标准差，再读取一组结构参数、边界参数，再次计算共轨喷油器喷油量标准差，进行标准差对比后，确定调整的结构参数的改进方向；
G.对不同通电时刻、相同通电时长的一组边界参数的计算结果求标准差，获取该边界参数状态下的喷油稳定性。
进一步的，所述控制时间模块进行通电时刻等间隔时间设置且通电时长设置相同。
进一步的，所述步骤D中将喷油器入口腔模块喷油结束后的实际压力波动曲线的第一个波峰值或第一个波谷值作为喷油器入口腔模块的新的初始值。
进一步的，所述步骤E中减小控制时间模块的时间间隔，降低对边界参数的计算误差。
相对于现有技术，本发明所述的共轨喷油器喷油稳定性分析模型及方法，具有以下优势：
本发明所述的共轨喷油器喷油稳定性分析模型及方法用仿真的手段分析喷油稳定的影响因素及提高稳定的控制方法，仿真过程中可以进行单因素的调整分析，从而降低试验中未知因素的干扰，提高分析准确性，同时减少了用过实物测试的方法去研究喷油稳定性，从而降低研发成本。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的共轨喷油器性能仿真模型的示意图。
附图标记说明：
1-喷油器供油油路单元；2-电磁阀驱动单元；3-控制时间模块；4-恒压源；5-喷油器入口腔模块；6-高压油路模块；7-量孔；8-控制腔；9-针阀腔；10-喷油执行单元。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1所示，一种共轨喷油器喷油稳定性分析模型,包括喷油器供油油路单元1、电磁阀驱动单元2和喷油执行单元10，所述喷油器供油油路单元1包括恒压源4、喷油器入口腔模块5、控制腔8、针阀腔9，所述恒压源4连接至喷油器入口腔模块5，所述喷油器入口腔模块5通过高压油路模块6连接针阀腔9，所述针阀腔9与控制腔8连接，且所述针阀腔9与控制腔8分别连接喷油执行单元10，所述电磁阀驱动单元2与喷油执行单元10连接，且所述电磁阀驱动单元2内连接有控制时间模块3。
所述喷油器入口腔模块5的初始值与恒压源4、高压油路模块6、控制腔8及针阀腔9的初始值不一致，所述喷油器供油油路单元1内其他的各模块初始值相等。
所述控制腔8与针阀腔9间有量孔7，使得电磁阀驱动单元2通电前及喷油执行单元10执行喷油前，控制腔8与针阀腔9的压力及流速呈不同变化规律，而不再是与恒压源4相同的仅有压力值而流速为零的初始状态。
本申请还提供了一种基于共轨喷油器喷油稳定性分析模型的分析方法，包括以下步骤：
A.调整喷油器入口腔模块5初始值；
B.喷油器入口腔模块5处产生压力波动，通过高压管路模块6向控制腔8、针阀腔9传播；
C.电磁阀驱动单元2通电前及喷油执行单元10执行喷油前，控制腔8与针阀腔9的压力及流速呈不同的周期性变化规律，而不再是与恒压源相同的仅有压力值而流速为零的初始状态；
D.利用压力传感器测量喷油器入口腔模块5的喷油结束后的实际压力波动曲线，得到喷油器入口腔模块5的新的初始值；
E.设置一定时间间隔的控制时间模块3的参数，计算每个时间处对应的结构参数和边界参数，控制腔8与针阀腔9喷油前的燃油状态，再结合控制时间模块的参数设置，可以模拟控制腔与针阀腔真实的燃油匹配过程；
F.设置一组结构参数、边界参数后，计算共轨喷油器喷油量标准差，再读取一组结构参数、边界参数，再次计算共轨喷油器喷油量标准差，进行标准差对比后，确定调整的结构参数的改进方向；
G.对不同通电时刻、相同通电时长的一组边界参数的计算结果求标准差，获取该边界参数状态下的喷油稳定性。
所述控制时间模块3不同通电时刻计算的喷油量、喷油规律曲线受控制腔8与针阀腔9不同燃油状态匹配的影响不再相等，而是产生了变化，且呈周期性变化规律。
所述控制时间模块3进行通电时刻等间隔时间设置且通电时长设置相同。
所述步骤D中将喷油器入口腔模块5喷油结束后的实际压力波动曲线的第一个波峰值或第一个波谷值作为喷油器入口腔模块5的新的初始值。
所述步骤E中减小控制时间模块3的时间间隔，降低对边界参数的计算误差。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种共轨喷油器喷油稳定性分析模型,其特征在于：包括喷油器供油油路单元(1)、电磁阀驱动单元(2)和喷油执行单元(10)，所述喷油器供油油路单元(1)包括恒压源(4)、喷油器入口腔模块(5)、控制腔(8)、针阀腔(9)，所述恒压源(4)连接至喷油器入口腔模块(5)，所述喷油器入口腔模块(5)通过高压油路模块(6)连接针阀腔(9)，所述针阀腔(9)与控制腔(8)连接，且所述针阀腔(9)与控制腔(8)分别连接喷油执行单元(10)，所述电磁阀驱动单元(2)与喷油执行单元(10)连接，且所述电磁阀驱动单元(2)内连接有控制时间模块(3)。
2.根据权利要求1所述的一种共轨喷油器喷油稳定性分析模型，其特征在于：所述喷油器入口腔模块(5)的初始值与恒压源(4)、高压油路模块(6)、控制腔(8)及针阀腔(9)的初始值不同。
3.一种共轨喷油器喷油稳定性分析方法，基于权利要求1所述的共轨喷油器喷油稳定性分析模型，其特征在于，包括以下步骤：
A.调整喷油器入口腔模块(5)初始值；
B.喷油器入口腔模块(5)处产生压力波动，通过高压管路模块(6)向控制腔(8)、针阀腔(9)传播；
C.电磁阀驱动单元(2)通电前及喷油执行单元(10)执行喷油前，控制腔(8)与针阀腔(9)的压力及流速呈衰减曲线波动变化；
D.测量喷油器入口腔模块(5)的喷油结束后的实际压力波动曲线，得到喷油器入口腔模块(5)的新的初始值；
E.设置一定时间间隔的控制时间模块(3)的参数，获得每个时间处对应的边界参数；
F.读取某一时刻的边界参数后，计算共轨喷油器喷油量标准差，再读取一组边界参数，再次计算共轨喷油器喷油量标准差，进行标准差对比后，确定调整的结构参数的改进方向；
G.对不同通电时刻、相同通电时长的一组边界参数的计算结果求标准差，获取该边界参数状态下的喷油稳定性。
4.根据权利要求3所述的一种共轨喷油器喷油稳定性分析方法，其特征在于：所述控制时间模块(3)进行通电时刻等间隔时间设置且通电时长设置相同。
5.根据权利要求3所述的一种共轨喷油器喷油稳定性分析方法，其特征在于：所述步骤D中将喷油器入口腔模块(5)喷油结束后的实际压力波动曲线的第一个波峰值或第一个波谷值作为喷油器入口腔模块(5)的新的初始值。
6.根据权利要求3所述的一种共轨喷油器喷油稳定性分析方法，其特征在于：所述步骤E中减小控制时间模块(3)的时间间隔，降低对边界参数的计算误差。
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苗玉松: "高压共轨柴油机控制单元设计及试验研究", 《中国优秀硕士论文合集—工程科技Ⅱ辑》 *

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