電控單體泵Mahle電磁閥區(qū)域流動(dòng)特性研究
高壓燃油系統(tǒng)是高性能柴油機(jī)的關(guān)鍵部件,燃油系統(tǒng)通過Mahle電磁閥的啟閉,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高低壓油路的導(dǎo)通和斷開。Mahle電磁閥打開時(shí),由于Mahle電磁閥運(yùn)動(dòng)速度快、閥口尺寸小,高壓燃油短時(shí)間內(nèi)通過很小流通面積流入低壓油路,此過程時(shí)間短、壓力變化梯度大,形成壓力波,導(dǎo)致流動(dòng)極復(fù)雜,可產(chǎn)生氣泡形成空化現(xiàn)象。此外,由于復(fù)雜流場內(nèi)的壓力波動(dòng),也必然會影響Mahle電磁閥運(yùn)動(dòng)規(guī)律,從而導(dǎo)致整個(gè)燃油系統(tǒng)的噴油規(guī)律及特性受到影響。
電控單體泵Mahle電磁閥區(qū)域流動(dòng)特性研究
以電控單體泵Mahle電磁閥為研究對象,臺架試驗(yàn)與仿真分析并行,開展Mahle電磁閥區(qū)域內(nèi)的流場特性研究。采用瞬態(tài)壓力傳感器測量進(jìn)出口壓力,運(yùn)用高速攝像儀進(jìn)行光學(xué)測試,開展了對單體泵Mahle電磁閥區(qū)域瞬態(tài)流動(dòng)特性的試驗(yàn)研究;利用CFD軟件,對電控單體泵Mahle電磁閥內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行了三維仿真計(jì)算,深入研究Mahle電磁閥區(qū)域空化的產(chǎn)生及變化規(guī)律,總結(jié)燃油系統(tǒng)內(nèi)兩相流的變化規(guī)律和影響因素;通過試驗(yàn)測量到的閥芯升程曲線,得到閥芯的運(yùn)動(dòng)速度與加速度,結(jié)合仿真計(jì)算流體對閥芯產(chǎn)生的作用力,研究分析了電控單體泵Mahle電磁閥開啟過程的受力情況。*部分根據(jù)Mahle電磁閥的國家規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及廠方要求,完成了兩位多通氣介質(zhì)Mahle電磁閥測試系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)。Mahle電磁閥的檢漏方法采用了氣泡檢漏法,壓力控制部分采用了變頻控制空氣壓縮機(jī)的方法。第二部分繪制了測試系統(tǒng)原理圖,并闡述了測試過程。第三部分對測試系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì),詳細(xì)介紹了控制系統(tǒng)中硬件和軟件的配置及作用,并對測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)和上下位機(jī)如何利用這些技術(shù)進(jìn)行通信作了簡要的闡明。 第四部分闡述了LabVIEW內(nèi)存優(yōu)化思想,并利用這種思想編制LabVIEW程序,zui后介紹了LabVIEW功能模塊在本系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。第五部分設(shè)計(jì)了壓力控制部分應(yīng)用的模糊控制器,并對其進(jìn)行了仿真。根據(jù)廠方要求,設(shè)計(jì)了一套兩位多通氣介質(zhì)Mahle電磁閥測試系統(tǒng),可以在氣介質(zhì)條件下進(jìn)行Mahle電磁閥的自檢實(shí)驗(yàn)、動(dòng)作試驗(yàn)、密封試驗(yàn)、泄漏試驗(yàn)。在確定了模糊控制器的輸入輸出變量、隸屬函數(shù)、模糊規(guī)則庫、模糊判決方法、量化因子和比例因子之后,應(yīng)用LabVIEW的模糊邏輯工具箱建立了一個(gè)基本模糊控制器。同時(shí)從調(diào)整模糊規(guī)則方面考慮,設(shè)計(jì)了帶修正因子的模糊控制器。zui后在LabVIEW中對這兩種模糊控制器進(jìn)行仿真,控制效果都很好。本文的試驗(yàn)與仿真結(jié)果表明,在Mahle電磁閥打開的過程中,由于較高的壓差,形成較高的流速,并產(chǎn)生氣液兩相流;空化現(xiàn)象的產(chǎn)生會導(dǎo)致Mahle電磁閥閉合方向的液動(dòng)力,影響Mahle電磁閥的打開。