可控雾化喷射系统的设计
摘要：在燃油缸内直喷发动机中，可控雾化喷射系统是其主要部件。而高速电磁阀对可控雾化喷射系统影响重大，影响包括电磁阀的开启响应时间、电磁力等因素。本文建立了flux3d分析模型，利用外力替代弹簧变刚度，结合衔铁质量随位移变化，对雾化喷射系统电磁阀进行了分析计算。根据计算结果设计了一款雾化喷射系统，利用GI3000综合性能试验台进行了可控雾化喷射系统喷射特性试验。得出雾化喷射系统的开启延迟时间、喷油量随喷油脉宽的变化以及静态雾化颗粒流量系数和雾化颗粒流量系数。
关键词：GDI;雾化喷射系统；电磁阀；喷射特性；计算试验
ABSTRACT: Controllable atomization injection system is the main component of direct injection engine in fuel cylinder. The high-speed solenoid valve has a great impact on the controllable atomization injection system, including the response time of the solenoid valve, electromagnetic force and other factors. In this paper, a flux3d analysis model is established. The variable stiffness of spring is replaced by external force. Combined with the change of armature mass with displacement, the electromagnetic valve of atomizing injection system is analyzed and calculated. According to the calculation results, a spray system was designed, and the spray characteristics of the controlled spray system were tested on the GI3000 comprehensive performance test bench. The opening delay time of the atomization injection system, the variation of the injection quantity with the injection pulse width, the static atomization particle flow coefficient and the atomization particle flow coefficient are obtained.
Key words: GDI; atomization injection system; solenoid valve; injection characteristics; calculation test
目录
第一章 绪论 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 汽车发动机简介及燃烧过程 3
1.3 燃油喷射技术的发展现状 3
1.4 GDI发动机简介 4
1.5 GDI发动机优点 6
第二章 可控雾化喷射系统电器阀电磁特性仿真分析 7
2.1 FLUX软件介绍 7
2.2 可控雾化喷射系统的结构和工作原理 7
2.3 可控雾化喷射系统计算模型 8
2.3.1 CAD模型 8
2.3.2 CAE模型 9
2.4 分析模型的材料定义 9
2.5 弹簧变刚度的定义 9
2.6 针阀衔铁合件质量的定义 10
2.7 电流的计算 12
2.8 计算结果 12
2.8.1 针阀衔铁合件的电磁力、位移、速度和加速度的分析 12
2.8.2 磁感应强度分布 14
2.9 本章小结 14
第三章 可控雾化喷射系统喷射特性试验 15
3.1 试验原理及仪器设备 15
3.2 试验结果分析 16
3.2.1 雾化喷射系统电参数测量 16
3.2.2 雾化喷射系统响应特性试验分析 16
3.2.3 雾化喷射系统动态雾化颗粒流量试验分析 17
3.2.4 雾化喷射系统静态雾化颗粒流量试验分析 19
3.2.5 雾化喷射系统雾化颗粒流量试验分析 21
3.2.6 雾化喷射系统雾化颗粒流量系数分析 22
3.3 本章小结 23
第四 章 控制系统软件设计 25
4.1 下位机 PLC 程序的实现 25
4.1.1 PLC程序执行的基本原理 25
4.1.2 下位机程序的实现 27
4.1.3 PLC 输入量的处理 27
4.2 通信程序的设计 27
4.2.1 上位机与 PLC 串口通信的协议 28
4.2.2 下位机通信程序设计 30
4.3系统控制部分梯形图设计 33
4.3.1 电池钢壳导电膜可控雾化喷射机控制系统程序结构框图 33
4.3.2手动操作的梯形图 34
4.3.3 plc控制步进电机程序 35
4.3.4 PLC控制电磁阀程序 37
总结与展望 37
参考文献 41
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