模型

注射系统描述

通过该模型模拟的柴油喷射系统如下示意图所示。

图1.注射系统示意图

系统结构由H.Heisler复制而来，车辆和发动机技术（第二版），1999年，被分类为型号多元素注射系统。它由以下基本单位组成：

凸轮轴承载五个凸轮。第一个是偏心凸轮，用于启动提升泵。其余四个用于驱动泵的柱塞。凸轮的安装方式应确保泵送元件在发动机运转循环的正确瞬间以点火顺序输送燃油。提升泵向喷油器泵元件的进气口供油。泵的每个元件由凸轮驱动柱塞、输送阀和调速器组件组成。调速器的作用是控制柱塞输送到气缸的燃油量。它是通过相对于溢流孔旋转带有螺旋槽的柱塞来实现的。以下章节将对所有系统单元进行更详细的描述。

模拟的目的是调查整个系统的运行情况。目标规定了系统中每个模型的理想化程度。例如，如果目标是输送阀或喷油器调查，则考虑的因素数量和考虑的要素范围会有所不同。

笔记：系统的模型不代表任何特定的注射系统。所有参数都是根据实际考虑分配的，并且不代表任何特定的制造商参数。

凸轮轴

凸轮轴模型由五个凸轮模型组成。有四个抛物线轮廓凸轮和一个偏心凸轮。每个凸轮都包含一个Simulink®屏蔽子系统，该子系统描述凸轮轮廓，并生成位置源的运动轮廓，该位置源由Simscape构建™ 阻碍。万博1manbetx

凸轮廓线仿真

产生运动轮廓作为轴角的函数，其与来自泵和电机库的角度传感器块测量。传感器将测量的角度转换为从零到2 * pi的范围内的值。在确定循环角度之后，将其传递给计算配置文件的Simulink IF子系统。万博1manbetx驱动泵元件柱塞的凸轮应该具有抛物线轮廓，下则跟随器在恒定的加速下来回移动，如下：

结果，在起始延伸角从动件开始向上移动，并在轴额外转动一周后到达其顶部位置延伸角。追随者开始回归冲程开始缩回角它需要缩回角完成这项动议。两者之间的区别开始缩回角和(起始延伸角+延伸角)设定驻留角在完全扩展的位置。配置文件在Simulink If子系统中实现。万博1manbetx

假设模拟柴油发动机的烧制序列为1-3-4-2。凸轮操作序列如下图所示。延伸和返回角被设置为PI / 4。具有完全扩展的跟随器的停留角度设定为3 * PI / 2 RAD。

偏心凸轮的轮廓由公式计算

在哪里E.是怪癖。

位置源

位置源模型由一个理想的平移速度源块、一个PS增益块和一个安装在负反馈中的平移运动传感器块组成，该位置源模型根据其输入的Simulink信号生成机械平移运动中的位置。位置源的传递函数为万博1manbetx

在哪里

T.-时间常数，等于1/增益，

获得- PS增益块的增益。

该增益被设置为1E6，这意味着具有高达160 kHz的频率的信号实际上不受影响。

提升泵

提升泵的模型为活塞隔膜式泵，由一个单作用液压缸体和两个止回阀组组成。止回阀模拟安装在提升泵两侧的进口阀和出口阀（见图1）.泵杆滚柱和凸轮之间的接触由平移硬止动块表示。平移弹簧块模拟泵中的两个弹簧，它们应保持滚柱和凸轮之间的永久接触。

喷油泵

在线喷射泵是四元件泵送单元。每个元素将燃料提供给其气缸。所有四个元素都是通过设计和参数相同，并用与注入泵元件的相同模型进行模拟。每个喷射泵元件喷射泵元件模型分别包含两个子系统，命名泵和注射器。泵代表泵柱塞和泵控制机构，而喷射器模拟直接安装在发动机缸上的喷射器（参见图1）。

泵柱塞在由凸轮驱动的泵筒内振荡（见图1）。柱塞由单作用液压缸体模拟。平移硬止动块和质量块分别表示柱塞滚柱和柱塞质量之间的接触。该接触由弹簧TS保持。

当柱塞向下移动时，柱塞室在提升泵产生的压力下充满燃油。流体通过两个孔口（称为入口和溢出口）填充腔室（见图2，a）。

图2.柱塞与控制孔中的柱塞相互作用

当柱塞向其顶部位置移动足够高以切断进气室的两个节流孔后，出口处的压力开始升高。在一定的上升压力下，发动机气缸上的喷油器被迫打开，燃油开始在气缸中喷射（图2，b）。

当在柱塞的侧表面上形成的螺旋槽到达溢出口时，注射停止，该溢出口通过柱塞内钻的孔将顶部室与低压室连接到漏洞端口（图2，c）。您可以通过用控制叉旋转柱塞来控制螺旋槽相对于溢出口的位置，从而调节喷射在气缸中的燃料的体积。

柱塞控制机构的模型基于以下假设：

1.控制回路中有三个可变孔口：入口、溢出口和由螺旋槽和溢出口形成的孔口。入口和溢出口的开口取决于柱塞运动，而槽溢出口孔口的开口是柱塞运动和柱塞旋转的函数。对于sak为简单起见，柱塞旋转产生的位移表示为与柱塞位移相结合的线性运动源。

2.下图显示了参数化孔口所需的所有维度：

-进气口孔径

-溢流口孔径

-柱塞冲程

-进口节流孔和顶部柱塞位置之间的距离

- 溢出口孔口和顶部柱塞位置之间的距离

-溢出口孔与螺旋槽上边缘之间的距离

3.在指定初始开口和节流孔方向时，柱塞顶部位置作为原点向上的运动被认为是正向运动，换句话说，轴X是向上的。在这些假设下，必须设置入口和溢出端口孔口方向以负方向打开，而槽溢出口孔必须设置为正向打开因为它在柱塞向上移动时打开。下表显示了分配给初始开口和孔口直径的值。

参数文件中的符号名称值备注S冲程0.01 m D_入口_或直径0.003 m D_溢出_或直径0.0024 m h_-冲程+入口_或直径+0.001入口孔相对于溢出孔向上移动1 mm-冲程+溢出_或直径h_hg溢出_或直径假定溢出孔在顶部柱塞位置

4.柱塞有效的行程等于

入口孔口通常位于溢出孔口上方。在本例中，此距离设置为1 mm。通过旋转柱塞，您可以更改凹槽溢出孔口的初始开度。由于初始开度是一个参数，无法动态更改，因此通过添加等效值来模拟初始开度的移动节流孔控制构件的线性位移。等效信号越大，溢出节流孔打开得越早，从而减少输送至气缸的燃油量。等效信号的最大值等于有效冲程。在该值下，溢出节流孔始终保持打开状态。

注射器

喷油器的模型基于单作用液压缸体和针阀组。通过预加载弹簧产生的力，针阀在初始位置关闭。当气缸产生的力克服弹簧力时，喷油器打开并允许燃油喷射到气缸中。在本例中，喷油器设置为在1000巴时打开。

Simscape测井模拟结果

下图示出了喷射器泵1和喷射器1的位置和出口流速。凸轮轮廓的效果在喷射器泵的位移中示出。在凸轮冲程的下半部分，燃料离开喷射器泵并通过进入喷射器。燃料通过针阀退出喷射器。喷射器具有具有预载弹簧的腔室，其用来暂时用于将流体从泵储存并更平滑地将其从喷射器推出。