一种基于AMESim的电控单体泵仿真计算方法

一种基于amesim的电控单体泵仿真计算方法
技术领域
1.本发明涉及一种基于amesim的电控单体泵仿真计算方法，属于柴油机供油技术领域。


背景技术：

2.现有amesim的电控单体泵模型中，一般模拟电控单体泵的电磁铁部分、控制阀部分以及柱塞部分，除此之外，关于电控单体泵内部构造在模型内无细致的体现，缺少低压油路部分以及单体泵内部的高压油路部分，无法准确模拟出单体泵内部真实的流通情况，无法对现实优化单体泵零部件时做出较为真实可靠的预测，而且，现在单体泵不断升级更新，但大多都是内部油道的变化，主要结构像柱塞等都是成熟的技术，不会做大的改进，因此必须添加内部油道结构来对电控单体泵模型进行准确修正。
3.现有模型只对单体泵的主要结构进行了建模分析，缺少内部低压油路和高压油路的建立；电磁铁部分的电磁力依靠理论公式建立的，实际情况下电磁铁的温度会随工作时间变长而变高，因此实际情况下电磁力公式会一直变化，因此不是固定不变的；单体泵内部各个油道对单体泵的工作特性影响程度都是不同的，没办法给定泵内部各管道对其供油特性的影响程度。


技术实现要素：

4.本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供了一种基于amesim的电控单体泵仿真计算方法。
5.本发明的技术解决方案是：
6.一种基于amesim的电控单体泵仿真计算方法，该方法的步骤包括：
7.步骤一，根据电控单体泵的结构，建立电控单体泵的仿真模型，仿真模型七个部分，七个部分分别为低压油路部分的模型、高压油路部分的模型、控制阀行程输入的模型、凸轮和柱塞部分的模型、控制阀部分的模型、高压油管部分的模型和喷油器部分的模型；
8.所述的低压油路部分的模型的管路上设置了阻尼阀；
9.所述的高压油路部分的模型的管路上设置了阻尼阀；
10.步骤二，利用amesim中submodel模式，使用premier submodel功能赋予步骤一中建立的七个部分推荐的子模型；
11.步骤三，根据待仿真的电控单体泵的实际参数，分别设置步骤二中七个部分推荐的子模型中各个元件的参数值；
12.所述的低压油路部分的模型的子模型中设置的参数值包括低压油路部分内部管道的内径、长度、放置角度、阻尼阀的直径、阻尼阀的流量系数；
13.所述的高压油路部分的模型的子模型中设置的参数值包括高压油道的内径、长度、弯管的转弯半径、阻尼阀的直径、阻尼阀的流量系数；
14.所述的控制阀行程输入的模型的子模型中设置的参数值包括控制阀阀杆的运动
特性；
15.所述的凸轮和柱塞部分的模型的子模型中设置的参数值包括凸轮真实的凸轮型线、柱塞的直径、柱塞的间隙、柱塞弹簧的压缩量、柱塞弹簧的刚度；
16.所述的控制阀部分的模型的子模型中设置的参数值包括真实的控制阀阀杆、控制阀阀杆真实直径、控制阀阀杆真实半锥角；
17.所述的高压油管部分的模型的子模型中设置的参数值包括高压油管内径、高压油管长度；
18.所述的喷油器部分的模型的子模型中设置的参数值包括喷油器喷孔数、孔径、针阀升程、针阀质量、阀杆长度、阀杆直径；
19.如需对所设置的参数值不断进行优化，则利用amesim中study parameters模块进行批处理运行，选择最后合适的参数；
20.步骤四，利用simulation模式进入仿真模式，设置步骤一中建立的建立电控单体泵的仿真模型的运行总时间和打印间隔后开始进行仿真计算，完成基于amesim的电控单体泵仿真计算，得到电控单体泵的内部流动特性和外部的供油特性，内部流动特性是指电控单体泵内部的供油的压力波动情况，外部的供油特性包括供油的压力、流量。
21.根据得到的得到电控单体泵的内部流动特性和外部的供油特性优化电控单体泵的关键结构参数。
22.有益效果
23.(1)本发明的方法，能够更为准确可靠的预测单体泵内部流动特性和外部的供油特性，更好的优化电控单体泵的关键结构参数；
24.(2)本发明的方法，仿真与试验波形整体吻合较好，误差在设定范围内；
25.(3)本发明的方法中建立的仿真模型中增加了低压油路部分，使电控单体泵内部各个油腔得以连接，有利于探究内部低压流动特性；
26.(4)本发明的方法中建立的仿真模型中增加了高压油路部分，使内部低压油腔通过控制阀部分与高压油道相连，增加了仿真的可靠性和真实性；
27.(5)本发明的方法中建立的仿真模型的低压油道和高压油道都增加了阻尼阀部分，通过设置阻尼阀内部的流量系数来控制电控单体泵内部各个油道的影响程度；
28.(6)本发明的方法中建立的仿真模型的控制阀行程输入的模型忽略了电磁力、阀杆回位弹簧作用力等因素的影响，将阀杆运动特性直径输入建立的仿真模型当中，简化了模型。
29.(7)本发明的方法中建立的仿真模型的低压油路部分连接了控制阀行程输入的模型的上下两个油腔，可以更好的探究单体泵内部低压流动特性，增加模型的真实性；
30.(8)本发明的方法中建立的仿真模型的内部高压油路部分通过控制阀部分的模型使得低压油路部分和高压油路部分串接起来，更为方便的探究单体泵内部低压油路部分是如何影响单体泵的工作特性，同时高压油路部分增加“弯管”元件，更为真实的模拟出管道在转折时的情况，更加接近实际情况；
31.(9)本发明的方法中建立的仿真模型，在低压油路和高压油路部分的管路上增加了“阻尼阀”元件，通过设置“阻尼阀”内部的流量系数从而合理的分配各个管道对单体泵整体的影响程度；
32.(10)本发明的方法中建立的仿真模型，控制阀行程输入的模型忽略了电磁力、阀杆回位弹簧作用力等因素的影响，直接将实际测量的控制阀升程导入元件中，而不用通过电磁力公式来控制控制阀的行程，排除了在环境变化时电磁力公式也会发生变化的这一误差，在简单便捷之外还更为真实有效。
附图说明
33.图1为本发明的电控单体泵结构示意图；
34.图2为本发明的电控单体泵模型示意图；
35.图3为本发明的电控单体泵的仿真结果示意图。
具体实施方式
36.下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
37.一种基于amesim的电控单体泵仿真计算方法，该方法的步骤包括：
38.电控单体泵包括低压油路部分1、高压油路部分2、控制阀行程输入3、凸轮和柱塞部分4、控制阀部分5，电控单体泵外围结构包括高压油管部分6和喷油器部分7；
39.电控单体泵的出油嘴与高压油管部分6的一端连接，高压油管部分6的另一端与喷油器部分7连接；
40.一种基于amesim的电控单体泵仿真计算方法，该方法的步骤包括：
41.步骤一，根据电控单体泵的结构，建立电控单体泵的仿真模型，仿真模型七个部分，七个部分分别为低压油路部分1的模型、高压油路部分2的模型、控制阀行程输入3的模型、凸轮和柱塞部分4的模型、控制阀部分5的模型、高压油管部分6的模型和喷油器部分7的模型；
42.所述的低压油路部分1的模型的管路上设置了阻尼阀；
43.所述的高压油路部分2的模型的管路上设置了阻尼阀；
44.步骤二，利用amesim中submodel模式，使用premier submodel功能赋予步骤一中建立的七个部分推荐的子模型；
45.步骤三，根据待仿真的电控单体泵的实际参数，分别设置步骤二中七个部分推荐的子模型中各个元件的参数值；
46.所述的低压油路部分1的模型的子模型中设置的参数值包括低压油路部分内部管道的内径、长度、放置角度、阻尼阀的直径、阻尼阀的流量系数；
47.所述的高压油路部分2的模型的子模型中设置的参数值包括高压油道的内径、长度、弯管的转弯半径、阻尼阀的直径、阻尼阀的流量系数；
48.所述的控制阀行程输入3的模型的子模型中设置的参数值包括控制阀阀杆的运动特性；
49.所述的凸轮和柱塞部分4的模型的子模型中设置的参数值包括凸轮真实的凸轮型线、柱塞的直径、柱塞的间隙、柱塞弹簧的压缩量、柱塞弹簧的刚度；
50.所述的控制阀部分5的模型的子模型中设置的参数值包括真实的控制阀阀杆、控制阀阀杆真实直径、控制阀阀杆真实半锥角；
51.所述的高压油管部分6的模型的子模型中设置的参数值包括高压油管内径、高压
油管长度；
52.所述的喷油器部分7的模型的子模型中设置的参数值包括喷油器喷孔数、孔径、针阀升程、针阀质量、阀杆长度、阀杆直径；
53.如需对所设置的参数值不断进行优化，则利用amesim中study parameters模块进行批处理运行，选择最后合适的参数；
54.步骤四，利用simulation模式进入仿真模式，设置步骤一中建立的建立电控单体泵的仿真模型的运行总时间和打印间隔后开始进行仿真计算，完成基于amesim的电控单体泵仿真计算，得到电控单体泵的内部流动特性和外部的供油特性，内部流动特性是指电控单体泵内部的供油的压力波动情况，外部的供油特性包括供油的压力、流量。
55.根据得到的得到电控单体泵的内部流动特性和外部的供油特性优化电控单体泵的关键结构参数。
56.实施例
57.一种基于amesim的电控单体泵仿真计算方法，以图1电控单体泵为例，该方法的步骤包括：
58.步骤一：根据电控单体泵的结构，建立电控单体泵的仿真模型，仿真模型七个部分，七个部分分别为低压油路部分1的模型、高压油路部分2的模型、控制阀行程输入3的模型、凸轮和柱塞部分4的模型、控制阀部分5的模型、高压油管部分6的模型和喷油器部分7的模型；如图2所示；
59.步骤二：给予每个选择的元件子模型，利用amesim中submodel模式，并使用premier submodel功能赋予每个元件推荐的子模型。
60.步骤三：根据所设计电控单体泵的实际参数，在上述建立好的模型中设计各个元件的参数值，低压油路部分内部管道的内径、长度以及放置角度。高压油路部分高压油道的内径、长度以及转弯半径。将控制阀阀杆的运动特性直接输入建立的仿真模型当中。凸轮和柱塞部分，输入凸轮真实的凸轮型线、柱塞的直径和间隙以及柱塞弹簧的与压缩量和刚度。控制阀部分输入真实的控制阀阀杆升程以代替电磁铁的作用，简化了模型，并输入控制阀阀杆真实直径和半锥角。高压油管部分输入其内径和长度。喷油器部分输入喷油器喷孔数、孔径、针阀升程、、针阀质量、阀杆长度以及阀杆直径等。如需对所设计参数不断进行优化，可利用amesim中study parameters模块进行批处理运行，选择最后合适的参数。
61.步骤四：利用simulation模式，进入仿真模式，设置模型运行总时间和打印间隔后开始进行仿真计算。通过改进的模型，可以更为准确可靠的预测单体泵内部流动特性和外部的供油特性，更好的优化电控单体泵的关键结构参数。仿真和试验对比图如图3所示，由图3可知，仿真与试验波形整体吻合较好，误差在合理范围内，因此此一维仿真模型较为可信。该改进后的模型增加了低压油路部分1，使电控单体泵内部各个油腔得以连接，有利于探究内部低压流动特性；增加了内部高压油路部分2，使内部低压油腔通过控制阀部分与高压油道相连，增加了仿真的可靠性和真实性；在每个低压油道和高压油道都增加了阻尼阀部分，通过设置阻尼阀内部的流量系数来合理的控制电控单体泵内部各个油道的影响程度；控制阀部分3忽略了电磁力、阀杆回位弹簧作用力等因素的影响，将阀杆运动特性直径输入建立的仿真模型当中，简化了模型。增加了内部高压油路部分2，并通过图2的控制阀5使得低压油路部分和高压油路部分串接起来，更为方便的探究单体泵内部低压油路部分是
如何影响单体泵的工作特性，同时增加“弯管”元件，更为真实的模拟出管道在转折时的情况，更加接近实际情况；在低压油路和高压油路部分的管路上增加了“阻尼阀”元件，通过设置“阻尼阀”内部的流量系数从而合理的分配各个管道对单体泵整体的影响程度；控制阀部分3忽略了电磁力、阀杆回位弹簧作用力等因素的影响，直接将实际测量的控制阀升程导入元件中，而不用通过电磁力公式来控制控制阀的行程，排除了在环境变化时电磁力公式也会发生变化的这一误差，在简单便捷之外还更为真实有效。