电控直列组合泵建模及仿真.pdf

“电控直列组合泵建模与仿真” 项目结题报告 上海交通大学 2008 年 4 月 目 录 一． 概述 二． 研究内容及要求 三． 泵三维建模与运动学仿真 四． 泵数学建模与程序设计 五． 泵性能仿真与分析 六． 理论与试验对比分析 七． 泵主要零部件的有限元计算 八． 结语 参考文献 附录：源程序 一．概述 电控直列组合泵是在电控单体泵基础上发展起来的一种新型燃油喷射泵，其 结构剖面图如图 1 所示，而三维结构可参见图 2 所示。其中，一个泵体中可以集 成 4 个泵油单元和 1 根凸轮轴；每个泵油单元类似于一个电控单体泵，每个泵油 单元则主要由凸轮轴、柱塞组件、高速电磁开关阀、单向阀组成。这里，凸轮驱 动柱塞上升实现燃油的升压，而高速电磁开关阀则用来控制电控直列组合泵的喷 油时间和喷油量，即实现所谓的时间控制方式，从而使柴油发动机达到欧 III 排放要求。 单向阀 高速电磁 开关阀 柱塞组件 泵体 凸轮轴 图 1 电控直列组合泵结构剖面图 因此，要使该电控直列组合泵达到很好的性能要求，就有必要研究各相关部 分对泵喷油特性的具体影响。这些影响主要体现在：1）高速电磁开关阀的开启 与闭合特性对泵吸排油性能的影响；2 ）凸轮轴的形线对泵吸排油性能的影响；3 ） 柱塞组件的运动与加工特性对泵吸排油性能的影响；4 ）单向阀的特性对泵吸排 油性能的影响；5 ）泵外接细长油管及喷油阀的特性对泵吸排油性能的影响。 为了解与获得上述影响的结果，就必须利用理论与实践的方法对电控直列组 合泵展开深入与细致的研究，从而定量与定性地确知上述因素对电控直列组合泵 性能的影响，为开发性能良好的电控直列组合泵产品提供理论依据。这正是开展 本项目研究的意义所在。 二．研究内容及要求 “电控直列组合泵建模与仿真”项目，是山东康达集团公司委托，由上海交 通大学机电控制与物流装备研究所承担和完成的。该项目研究的目的是：利用数 学建模与计算机仿真、计算机三维建模与运动学仿真、计算机有限元分析等主要 技术手段，具体分析和研究山东康达集团公司所提供图纸的电控直列组合泵的综 合性能，为进一步开发这种电控直列组合泵产品提供理论分析方法和数据。 该项目的主要研究内容有： 1）利用 Pro-E 三维软件，依据所提供的电控直列组合泵两维图纸，在计算 机上进行该泵虚拟样机的制作，并利用Pro-E 三维软件所具有的运动学分析功能， 具体分析泵虚拟样机的运动学，从而检验泵结构与装配设计的合理性，以及泵机 构运动的正确性，为真实的结构设计提供理论支持； 2 ）利用ANAS