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

系统结构从H. Heisler再现，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：

凸轮轴携带五个凸轮。第一个是偏心凸轮，以致动升降泵。剩下的四个旨在驱动泵的柱塞。凸轮以这样的方式安装，使得泵送元件以发动机的操作循环中的烧制顺序输送燃料和正确的瞬间。提升泵为喷射器泵元件的摄入供应流体。泵的每个元件包括凸轮驱动的柱塞，输送阀和调速器组件。调速器的目的是将柱塞输送到圆筒的燃料的体积。通过将柱塞与螺旋槽相对于溢出孔旋转，通过旋转柱塞实现。所有系统单元将在以下部分中更详细地描述。

模拟的目的是研究整个系统操作。目标决定了系统中每个模型的理想化程度。如果目标是，例如，输送阀或注射器调查，所考虑的因素和所考虑的元素范围将不同。

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

凸轮轴的模型由五个凸轮型号构建。有四种抛物面凸轮和一个偏心凸轮。每个凸轮都包含一个Simulink®屏蔽子金宝app系统，它描述了凸轮的配置文件，并为位置源生成运动配置文件，该源是由Simscept™块构建的。

凸轮轮廓模拟

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。金宝app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，在开始延伸角度从轴转动额外后，追随者开始向上移动并达到顶部位置延伸角度。追随者开始回归冲程开始缩回角度它需要缩回角度完成此动作。之间的差异开始缩回角度和（开始延伸角度+延伸角度）设置居住角度在完全扩展的位置。配置文件在Simulink If子系统中实现。金宝app

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。

使用公式计算偏心凸轮的轮廓

在哪里E.是怪癖。

位置来源

在其输入的Simulink信号之后在其输入后的机械平移运动中产生位置的位置源模型是由安装在负反馈中的理想转换速度源块，PS增益块和平移运动传感器块构建。金宝app位置源的传递函数是

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

作为活塞和隔膜型泵的提升泵的模型由单效液压缸体和两个止回阀块构成。止回阀模拟安装在提升泵两侧的入口和出口阀（见图1）。泵杆辊和凸轮之间的接触用平移硬挡块表示。平移弹簧块在泵中模拟两个弹簧，该泵应该在滚子和凸轮之间保持永久接触。

注塑泵

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）。

泵柱塞振荡由凸轮驱动的泵筒内（见图1）。用单作用液压缸体模拟柱塞。平移硬止挡和质量块分别表示柱塞辊和柱塞的质量之间的接触。接触由弹簧TS保持。

当柱塞向下移动时，柱塞室在由提升泵产生的压力下填充有燃料。流体填充腔室通过两个孔口，名为入口端口和溢出端口（见下图2，a）。

图2.柱塞与控制孔中的柱塞相互作用

在柱塞朝向其顶部位置移动后足够高以从入口室切断孔，出口处的压力开始建立。在一定的上升时，发动机缸中的喷射器被迫打开并且燃料在气缸中注射（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.控制电路中有三种可变孔：入口，溢出口，由螺旋槽和溢出口形成的孔口。入口和溢出孔的开口取决于柱塞运动，而沟槽溢出口孔的开口是柱塞运动的函数和柱塞旋转。为简单起见，柱塞旋转产生的位移表示为线性运动的源，其与柱塞位移组合。

2.下图显示了参数化孔口所需的所有维度：

- 入口端口孔口直径

- 溢出口孔口直径

- 柱塞中风

- 入口孔口与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

- 溢出口孔口与螺旋槽的上边缘之间的距离

3.在分配初始开口和孔口方向，柱塞顶级位置被视为原产地并且向上方向的运动被认为是正方向上的运动。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在负面方向上打开，而必须将沟槽溢出端口孔设置为在积极的方向上打开由于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。

符号名称在参数文件值备注s行程0.01米D_IN inlet_or_diameter0.003米D_S spill_or_diameter0.0024米H_IN -stroke + inlet_or_diameter + 0.001的入口孔向上方1毫米相对于偏移到溢出孔口h_s -stroke + spill_or_diameter h_hg spill_or_diameter防溢假设孔在顶部柱塞位置完全打开

4.柱塞有效的行程等于

入口孔通常位于溢出孔的高于溢出孔。在该示例中，该距离设置为1 mm。通过旋转柱塞，改变沟槽泄漏口孔的初始开口。由于初始开口是参数并且不能动态地改变，因此通过添加孔控制构件的等效线性位移来模拟初始开口的偏移。等效信号越大，溢出孔的越早打开，从而降低输送到汽缸的燃料的体积。等效信号的最大值等于有效行程。在这个值下，溢出孔一直保持开放。

注射器

喷射器的模型基于单作用液压缸体和针阀块。针阀通过预载弹簧开发的力在初始位置关闭。由于气缸产生的力克服弹簧力，喷射器打开并允许燃料注入汽缸中。在该示例中，喷射器被设置为在1000栏中打开。

Simscape Logging的仿真结果

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。