CN203515899U - 复合谐振型高压共轨系统滤波器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合谐振型高压共轨系统滤波器，适用于柴油机高压共轨系统水击压力波动的消振和滤波。通过滤波器的流体谐振吸收高压共轨系统水击压力波动能量，使波动全部进入滤波器而不再传给后续的管路系统。设计为一个谐振容腔A和二个谐振导管腔B、C；选择其中大孔谐振导管腔B的谐振频率对应共轨系统水击压力波动的较高频率，小孔谐振导管腔C的谐振频率对应共轨系统水击压力波动较低频率，使滤波器的共振频率相互错开获得较宽衰减频带。通过滤波器理想的参数匹配，在较宽的滤波频带取得较好的复合滤波效果，满足共轨系统不同工作压力下的水击压力波动频率范围。具有滤波频带宽，结构简单，压力损失小，衰减效果好的优点。

Description

复合谐振型高压共轨系统滤波器

技术领域：

本实用新型涉及液压技术，具体用于柴油机高压共轨系统。

背景技术：

柴油机高压共轨系统多次喷射过程中，喷油器关闭产生的水击压力波动影响多次喷射喷油量精确控制，进而影响共轨柴油机燃烧噪声和排放。现有的高压共轨发动机一般通过设计基于模型的压力波动修正策略，编写ECU软件进行对喷油器喷油脉宽的调整，实现多次喷射的喷油量精确控制。但软件编写非常复杂，且不能消除系统内的压力波动，因此有必要采取硬件措施对高压共轨系统水击压力波动进行消振和滤波。

目前已有利用孔板式消振器进行高压共轨系统消振和滤波，安装于共轨和高压管的连接处的孔板消振器对压力波动起到了阻尼作用，使主预喷射的最大油量波动率降低约10％。但孔板消振器降低了喷射系统的流动效率，使共轨系统喷油量减小。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种滤波频带宽，结构简单，压力损失小，衰减效果好的高压共轨系统滤波器。本实用新型根据高压共轨系统的结构特点设计复合谐振型滤波器，进行滤波效果研究。

一种复合谐振型高压共轨系统滤波器，用于包括共轨、高压油管和喷油器的高压共轨系统中，其特征在于：滤波器为一个谐振容腔A和二个谐振导管腔B、C的复合谐振型滤波器结构；其由基体1、端盖2、大孔谐振导管3、小孔谐振导管4、和管接头5五部分零件组成；该滤波器安装于喷油器入口处，谐振容腔A的容积V不大于共轨容积的1/4，大孔谐振导管3和小孔谐振导管4的内孔直径均不小于高压油管直径的1/2；谐振容腔A和大孔谐振导管腔B的谐振频率对应共轨系统水击压力波动的较高频率，谐振容腔A和小孔谐振导管腔C的谐振频率对应共轨系统水击压力波动的较低频率，使滤波器的共振频率相互错开，获得较宽衰减频带。

进一步地，基体与端盖组成谐振容腔的密封方式为锥面密封，基体与端盖的安装通过螺纹配合实现，谐振容腔容积的改变通过更换端盖实现。

进一步地，大孔谐振导管和小孔谐振导管与基体的谐振导管座通过螺纹安装，从而根据共轨系统的要求更换不同孔径及长度谐振导管。

附图说明：

图1为复合谐振型高压共轨滤波器结构图；

图2为滤波器基体结构图。

其中，1.滤波器基体，2.端盖，3.大孔谐振导管，4.小孔谐振导管，5.管接头，A.谐振容腔，B.大孔谐振导管腔，C.小孔谐振导管腔，B1.大孔谐振导管座，C1.小孔谐振导管座，D.油道，E.喷油器接口，F.管接头接口。

具体实施方式：

依据流体传输管道动力学的电传输线理论，透射系数为0时表明波能全部进入滤波器，没有向管路系统透射，此时谐振角频率为：

${\mathrm{\ω}}_H=a\sqrt{\frac{A}{\mathrm{lV}}}---\left(1\right)$ (1)

式中：ω_H谐振型滤波器的谐振角频率。

a 声速

A 谐振导管截面积

l 谐振导管管长，

V 谐振容腔容积。

谐振型滤波器的谐振角频率，取决于谐振导管和谐振容腔的几何尺寸。由于一种谐振型滤波器结构只能对应一种谐振角频率，单一的谐振型滤波器无法适应高压共轨系统在不同轨压下具有不同水击压力波动周期的特性。为适应高压共轨系统水击压力波动周期随轨压变化而改变的特性，使滤波器获得较宽的衰减频带，以谐振型滤波器为基础，设计复合谐振型滤波器。复合谐振型滤波器设计为一个谐振容腔和二个谐振导管。从滤波角度，在相同孔径下，导管小孔的数目对滤波性能没有很大影响，但不同孔径大小和长度对滤波有明显效果。共轨系统对应的水击压力波动频率随压力而变化。根据式(1)设计谐振型滤波器的结构，选择其中大孔谐振导管的谐振频率对应较高频率，小孔谐振导管的谐振频率对应较低频率，使滤波器的共振频率相互错开获得较宽衰减频带。由于谐振型滤波器在参数匹配理想时，能在较宽的滤波频带取得较好的滤波效果，因此复合谐振型滤波器能满足共轨系统水击压力波动周期范围，达到复合滤波的效果。

本实用新型的复合谐振型滤波器根据高压共轨系统的结构特点及水击压力波动的频率特性进行滤波器设计。较大的谐振腔容积V可以提高滤波效果，但降低高压共轨系统轨压调节的响应速度，因此V选取不大于共轨容积的1/4。基体与端盖组成谐振容腔的密封方式为锥面密封。基体与端盖的安装通过螺纹配合实现，谐振容腔容积的改变通过更换端盖实现。

在滤波器满足共振的条件下，其本身的纯阻损与滤波器的结构密切相关。当滤波器谐振导管的小孔直径减小时，滤波器的纯阻损将会急剧增大，谐振导管小孔直径太小则达不到预期的滤波效果。因此在设计滤波器谐振导管小孔时，其直径不小于高压油管直径的1/2。谐振导管小孔长度影响滤波器的大小及安装，由于共轨柴油机结构限制，小孔长度不能过大。大孔谐振导管和小孔谐振导管与基体谐振导管座通过螺纹安装，可以根据共轨系统的要求灵活进行不同孔径及长度谐振导管的更换。

如图1，滤波器由基体1，端盖2，大孔谐振导管3，小孔谐振导管4，管接头5，五部分零件组成。基体内加工出谐振容腔A，大孔谐振导管座B1、小孔谐振导管座C1，油道D，喷油器接口E，管接头接口F，见图2。为取得良好的滤波效果，需将滤波器靠近振动源安装，因此将复合谐振型滤波器安装在喷油器的入口处。

本复合谐振型滤波器适用于柴油机高压共轨系统，对共轨系统水击压力波动的消振和滤波效果在所有轨压、喷油脉宽下都非常好。水击压力波动得到了明显衰减，波动振幅与轨压波动振幅相当，水击压力波动的周期降低，衰减率很高，在7.8～23.7的范围，最大油量波动率降低了30％。

Claims (3)

1.一种复合谐振型高压共轨系统滤波器，用于包括共轨、高压油管和喷油器的高压共轨系统中，其特征在于：滤波器为一个谐振容腔A和二个谐振导管腔B、C的复合谐振型滤波器结构；其由基体(1)、端盖(2)、大孔谐振导管(3)、小孔谐振导管(4)、和管接头(5)五部分零件组成；该滤波器安装于喷油器入口处，谐振容腔A的容积V不大于共轨容积的1/4，大孔谐振导管(3)和小孔谐振导管(4)的内孔直径均不小于高压油管直径的1/2；其中谐振容腔A和大孔谐振导管腔B的谐振频率对应共轨系统水击压力波动的较高频率，谐振容腔A和小孔谐振导管腔C的谐振频率对应共轨系统水击压力波动的较低频率，使滤波器的共振频率相互错开，获得较宽衰减频带。

2.如权利要求1所述的复合谐振型高压共轨系统滤波器，其特征在于，基体与端盖组成谐振容腔的密封方式为锥面密封，基体与端盖的安装通过螺纹配合实现，谐振容腔容积的改变通过更换端盖实现。

3.如权利要求1所述的复合谐振型高压共轨系统滤波器，其特征在于，大孔谐振导管和小孔谐振导管与基体的谐振导管座通过螺纹安装，从而根据共轨系统的要求更换不同孔径及长度谐振导管。

Images