基于AMESim的WP2000电控喷油泵用阻尼出油阀结构优化设计.pdf

2009 年 LMS 中国用户大会论文集

基于 AMESim 的 WP2000 电控喷油泵用阻尼出油
阀结构优化设计

薛莹莹
成都威特电喷有限责任公司,四川成都 611731

摘要:针对 WP2000 电控喷油泵喷油量波动大的现象,应用 AMESim 软件对阻尼出油阀进行建模,并比较分析了出
油阀阻尼孔直径,升程,弹簧预紧力对喷射的影响,对出油阀结构进行优化设计,WP2000 电控喷油泵使用优化后
的出油阀循环喷油量的一致性得到明显改善。
关键词:电控喷油泵;出油阀;AMESim;优化设计

引言
WP2000 电控喷油泵是成都威特电喷公司为满足车用柴油机达欧 3 排放法规而设计的一种具有高喷射
压力的直列泵,最高喷射压力达到 130MPa,柴油机最高转速为 2600rpm,高喷射压力与高转速将导致二次
喷射及气穴现象出现的可能,对循环喷油量的一致性影响非常大,阻尼出油阀的应用将是避免二次喷射及
气穴的有效手段。但是阻尼孔直径,出油阀升程,回位弹簧预紧力参数的选择不恰当也会对喷射系统造成
不利的影响,本文对阻尼出油阀进行了建模,并对以上参数进行比较分析计算,从比较结果来看,使用优
化设计后的阻尼出油阀,循环喷油量一致性得到明显改善。
AEMSim 是法国 IMAGINE 公司于 1995 年推出的一种基于键合图的高级系统建模、仿真及动态性能分
析软件。利用该软件,可实现在统一的平台上进行机械、液压、气动、热、电和磁等物理领域多学科的系
统工程的建模,并具有动态、稳态、间断以及批处理等多种仿
真运行模式。AMESim 内嵌了 17 种算法,仿真计算时间可自动
变步长、变算法,经济高效地提高了仿真精度。用户只需要通
过图形用户界面来进行建模,不需要编写任何程序代码,就可
完成上述领域的 ISO 图标简单直观的多端口框图连接,上手较
快。AMESim 还可与 Matlab、Admas 等软件进行联合仿真,这
样可充分发挥每个软件的优势。

1 阻尼出油阀的结构和工作原理
阻尼出油阀是在等容阀的基础上工作的,在高的喷射压力
条件下,单一的等容阀在喷油嘴关闭后由于有较高反射波的存 1-阻尼孔,2-回位弹簧,3-压接块,
在,容易产生气穴现象,循环喷油量产生波动,并且加快磨损, 4-泵体,5-阀芯
同时反射波容易引起二次喷射,导致柴油机性能恶化。为此,在图 1 阻尼出油阀结构
出油阀与高压油管之间增加阻尼是解决这个问题的有效手段。阻
尼出油阀结构如图 1,阻尼阀上有一个节流孔,主要作用是在回油时提供阻尼效果,防止气穴现象,另一方面
能在很大程度上阻止压力波的反射,消除二次喷射。阻尼阀在供油方向为开启状态,没有节流与阻尼作用[1]。

2 带阻尼出油阀的喷射系统的建模
带阻尼出油阀的电控单体泵结构如图 2,电控组合泵系统是集电场、磁场、机械运动和流场于一体的复
杂系统[2]。每个场通过各自的控制方程及相互作用的变量耦合在一起,通过油管内的波动方程,每个场的参数
都会对最终的喷射特性直接或间接的起作用。因此,可以通过电磁场耦合方程、机械运动方程、流场特性方程
和高压油管波动等方程求解喷油系统的各种特性参数[3]