第4期（总第237期） 2018年8月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
电控单体泵供油过程联合仿真研究
赵万林，李国岫”，王兰”，李治洪”，王杰”，何双毅
No 4(Serial No 237)
Aug2018
（1北京交道大学机械与电子控制工程学院，北京100044：2.中国北方发动机研究所（天津），天津300400）
摘要：在AnsvsWorkbench平台上使用电磁-机-液三维联合仿真的方法，开展了单体系燃油系统压缩供油过程仿真研究，分析了电磁系统、机械系统以及液力系统之间的关系。使用Maxwell和Fluent模块建立了电磁控制阀模型以及三维流场模型，利用UDF编程来实现不同模块间数据的传输，得到了间芯动态响应特性以及流场特征参数随阀口开度的变化规律。
关键词：单体泵：燃油系统仿真：动态响应：流动特性 DOI:10 3969/j issn 1001-2222 2018 04 014
中图分类号：TK4214
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2018)04-0073-06
日益激微烈的发动机市场竞争对高压供油系统的
性能与设计都提出了非常高的要求，比如喷射压力进一步提高，喷油量进一步增大。单体泵燃油喷射系统是能够满足高压供油系统高要求的一种产品，其不但具有喷油量和喷油正时灵活可控的工作特性，而且具有较高的喷射压力和良好的工作可靠性，主要用于中大功率柴油机2-3]。近年来，随着计算机性能的持续提高，计算机建模和仿真技术得到迅速发展，对单体泵燃油系统的研究已经从以前的面向单一部件、单一因素、单一过程的研究发展到自前面向燃然油系统整体、多因素的全局仿真，即复杂系统的耦合仿真技术。
北京理工大学的仇涛等建立了电控单体泵燃油系统数值模型，并用AMESim软件进行了仿真计算，优化了凸轮型线，提高了单体泵燃油系统的供油生能。上海大学机电工程与自动化学院的张廷羽、张国贤与上海交通大学张胜昌等5建立了高速电磁阀的电、磁、机、液数值模型，并利用Ansys/ AMESim软件将上述模型联系起来求解，提出了高速开关电磁阀的优化方案与新算法。经过该优化方法，仿真结果与试验结果有较好的一致性。伊朗的锡斯坦和Baluchestan大学的BehrouzNajari用数值模拟方法建立了基于PWM技术和FLC的电动-气动位置控制阀模型，包含电子系统、磁系统、机械系统以及流体系统。
收稿日期：2017-11-18；修回日期：2018-03-06 基金项目：基本科研业务费项目（2017JBZ102）
以上研究方法均是采用一维仿真软件来实现，而在实际间题中，对于不同结构的电磁控制阀，其控制阀腔形、结构尺寸等均存在着较大差异，对单体泵燃油系统的流通特性、响应特性等有着很大的影响，因此，一维仿真不能较好地反映出单体泵燃油喷射系统控制阀内燃油的真实流通特性，更无法得知零部件局部结构对系统流通特性的影响。CFD三维仿真软件能够清晰地给出燃油在控制伐内部的片力、速度分布，对于控制阀的优化设计具有很重要的地位。在过去的15年中有人相继提出了采用 RANS"方法与DNS方法来研究电磁阀内部的流动现象，但是两者是基于流动的理论方程建立的，这种方法不是很严谨。浙江大学流体动力传递和控制国家重点试验室的BingXu等o]用数值方法建立了高响应、大流量三级转换阀的电磁机液模型，并分析了其动态特性，仿真结果表明控制压力是影响主阀响应的主要参数。西安理工大学的马玉山等[1-12] 利用AnsysCFD软件研究调节阀阀芯在运动状态下的动态不平德力，通过律立伐体内部流场模型，对可变压差下自动调节阀阀门内部的流场进行分析。土耳其Uludag大学建筑工学院机械工程系的Elif ErzanTopcu等3用Matlab/Simulink建立了电动气动高速开关阀的电磁-机-液模型并研究广相关特性,并通过试验证明了模型的可靠性。印度瓦萨维工程学院的C.Srikanth等14]使用动网格来研究典
作者简介：赵万林（1993一），男，硕士，主要研究方向为发动机燃油系统；16121390@bjtueduen。
通讯作者：李国端（1970—），男，博士生导师，主要研究方向为发动机缸内雾化与燃烧gxl@bjtu eduen，