高压共轨系统分油器的设计
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够 满足 发 动机 对 性 能 和 安 装 的要 求 。 关键 词 ： 柴 油 机 ；高 压 共 轨 ； 分 油 器
ＤＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ２ ２ ２ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ４
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｋ４ ２ ３ ． ８
水 平 。本 研究 通过 在 高压 共 轨 系 统 中加 入 分 油 器 ， 使高 压泵 的 油 通过 分 油 器分 别 与 Ｖ 型发 动机 左 右
两个 共轨 管相 连 ， 通 过 对分 油 器 的油 压 监测 和 控制 来 实 现对 双轨 的油 压监 测和 控制 ］ 。
存在 高压 油管 、 限流器 、 喷油 器 内油管 等许 多节 流型
１ 分 油 器 结 构 设 计 原 则
分 油 器 作 为 柴油 机 共 轨 系统 的一 部分 ， 需 要 承
受 １ ８ ０ ＭＰ ａ以上 的轨压 ， 同时要 满 足柴 油 机对 性 能
一
接 的 网格 。标 量 在 网格 中心计 算 ， 如压力 、 温度等； 矢量 在 网格 的交接 面计算 ， 如 速度 、 质量 流量 等 。 整 个高 压共 轨 系统模 型 由高压泵 、 分 油器 、 左 右 共 轨管及 喷油器 模块 组成 。高压 泵 以一 恒定燃 油压
（中国 北 方 发 动 机 研 究 所 ，山 西 大 同 ０ ３ ７ ０ ３ ６ ）
摘要 ： 为 了满 足 某发 动 机 高压 共 轨 系统 的要 求 ， 设 计 了一 种 高压 共 轨 分 油 器 ， 通 过 仿 真 计 算 确 定 了该 分 油 器 的
容积 ， 并 根 据 其 安 装要 求及 系统 特 点 对 分 油 器 进 行 了 结 构 设 计 。 试 验 结 果 表 明 ， 该 分油 器可靠性 高， 安 装方便 ， 能
文献标志码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：１ ０ ０ １ — ２ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ １ ５ — ０ ４
高压 共 轨系 统 具 有 很 高 的燃 油 压 力 ， 而 且 能 使 柴 油机 的响 应性 和 驾 驶舒 适 性 达 到 汽 油 机 水平 ， 同
时 具有燃 油 经济 性 好 、 排 放 低 的特 性 。在 发 动 机 所
作 者简 介 ：王 国 莹 （ １ ９ ８ １ 一） ， 女， 工程师 ， 硕士 ， 主 要 研究 方 向 为发 动 机供 油 系 统 ； ｙ ｍｙ ｌ ８ １ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｍ。
喷射过 程 中产生 的压 力波 动 。随着共 轨 管容积 的增
大， 共轨 管 中 的压 力 波动逐 渐减 小 ， 但 二者 不是 线性 关系， 即当共 轨 管容积 增大 到一 定程度 以后 ， 压 力波
动 的减少 量 逐渐 减 小 。在 系 统 正 常运 行 时 ， 共 轨 管
中的压力 比较 稳定 ， 这 时共 轨 管 容 积 的 变化 对 喷油 规律 几乎 没有 影 响 ， 主要 是 在 共 轨 管 与 喷油 器 之 间
力（ １ ５ ０ ＭＰ ａ ） 向系统 供油 。分 油器 及 共 轨管 主 要 由
和安 装 的要 求 ， 因此 ， 分 油 器 的 设 计 要 兼 顾 以 下
原则 ：
１ ）分 油器 要满 足整 机布 置要 求 ；
２ ）分 油器 不影 响共 轨 系统 轨压 建 立速 度 ， 同时 不会 影 响喷 油规 律 ；
３ ）分 油器 要保证 高 压密 封性 及可 靠性 ； ４ ）分 油 器 要 具 有 高 压 测 量 及 超 高 压 泄 压 的
直 管与 分叉 管组成 。管路 的压 力 损失 Ａ ｐ与 压 损 系 数Ｃ ， 密度 』 Ｄ ， 流 速 Ｖ成正 比：
Ａｐ ： Ｃｐ ｐ ２ 。
此处试验得到的 Ｃ 。值 由壁 面 粗 糙 度 （ Ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ
作用 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — １ ５ ；修 回 日期 ：２ ０ １ ３ － ０ ８ 一 Ｏ ｌ 基 金 项 目 ：国家 “ 八六三” 基 金 项 目（ ２ ０ １ ２ ＡＡ１ １ １ ７ ０ ９ ）
Ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｎ ｅ ｓ ｓ ） 计算 得到 ， 不考 虑 壁 面摩 轨 系 统 中分 油 器也 是 共 轨 管 ， 共 轨管 的作用 是减 小高 压油 泵供 油过程 和 电控 喷油器 燃 油
有转 速 范 围 内保 证高 燃油 压力 可 以使发 动机 在低 转 速 工况 下获 得 良好 的燃 烧 特 性 。 因此 ， 高 压 共 轨 系 统 在 国内外 柴油 机上 得到 了广 泛 的应用 。 对 于应 用在 Ｖ 型 柴 油 机 的单 压 双 轨 高压 共 轨 系统 ， 国外 的发展 已经 比较 完善 ， 可 以通 过控制 双 轨 中单 个共 轨管 的轨 压 实现高 压共 轨 系统 的喷油 一致 性和 稳定 性 ］ 。 国 内现 有 的技 术 很 难 达 到 国外 的
第 ４ 期（ 总第 ２ ０ ７期 ）
２ ０ １ ３年 ８月
车
用
发
动
机
Ｎｏ ． ４ （ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ １ Ｎｏ ． ２ ０ ７ ） Ａｕ ｇ ． ２ ０ １ ３
ＶＥＨＩ ＣＬ Ｅ ＥＮＧＩ ＮＥ
高压 共 轨 系统 分 油器 的 设计
王 国莹 ， 付 海燕 ，许春 光 ，孙 民 忠 ， 任 贵峰 ，袁永 先 ，王继 新 ， 金 玉梅
通道 ， 从 而减小 了共 轨管 中压 力波 动 的影 响＿ ６ 。 ］ 。
２ ． １ 共 轨 系统 模型 建 立
本研 究利 用 Ｇ Ｔ — Ｆ ｕ ｅ ｌ 一维 仿 真软件 建 立 了４缸 高压 共轨 系统 的仿 真模 型 （ 见图 １ ） 。ＧＴ — Ｆ ｕ ｅ ｌ 采 用 维 交错 网格 ， 即整 个 系统 会 离 散 成一 个 个 相 互 连
ＤＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ２ ２ ２ ２ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ４ ． ０ ０ ４
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｋ４ ２ ３ ． ８
水 平 。本 研究 通过 在 高压 共 轨 系 统 中加 入 分 油 器 ， 使高 压泵 的 油 通过 分 油 器分 别 与 Ｖ 型发 动机 左 右
两个 共轨 管相 连 ， 通 过 对分 油 器 的油 压 监测 和 控制 来 实 现对 双轨 的油 压监 测和 控制 ］ 。
存在 高压 油管 、 限流器 、 喷油 器 内油管 等许 多节 流型
１ 分 油 器 结 构 设 计 原 则
分 油 器 作 为 柴油 机 共 轨 系统 的一 部分 ， 需 要 承
受 １ ８ ０ ＭＰ ａ以上 的轨压 ， 同时要 满 足柴 油 机对 性 能
一
接 的 网格 。标 量 在 网格 中心计 算 ， 如压力 、 温度等； 矢量 在 网格 的交接 面计算 ， 如 速度 、 质量 流量 等 。 整 个高 压共 轨 系统模 型 由高压泵 、 分 油器 、 左 右 共 轨管及 喷油器 模块 组成 。高压 泵 以一 恒定燃 油压
（中国 北 方 发 动 机 研 究 所 ，山 西 大 同 ０ ３ ７ ０ ３ ６ ）
摘要 ： 为 了满 足 某发 动 机 高压 共 轨 系统 的要 求 ， 设 计 了一 种 高压 共 轨 分 油 器 ， 通 过 仿 真 计 算 确 定 了该 分 油 器 的
容积 ， 并 根 据 其 安 装要 求及 系统 特 点 对 分 油 器 进 行 了 结 构 设 计 。 试 验 结 果 表 明 ， 该 分油 器可靠性 高， 安 装方便 ， 能
文献标志码 ： Ｂ
文 章 编 号 ：１ ０ ０ １ — ２ ２ ２ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ １ ５ — ０ ４
高压 共 轨系 统 具 有 很 高 的燃 油 压 力 ， 而 且 能 使 柴 油机 的响 应性 和 驾 驶舒 适 性 达 到 汽 油 机 水平 ， 同
时 具有燃 油 经济 性 好 、 排 放 低 的特 性 。在 发 动 机 所
作 者简 介 ：王 国 莹 （ １ ９ ８ １ 一） ， 女， 工程师 ， 硕士 ， 主 要 研究 方 向 为发 动 机供 油 系 统 ； ｙ ｍｙ ｌ ８ １ ＠１ ２ ６ ． ｃ ｏ ｍ。
喷射过 程 中产生 的压 力波 动 。随着共 轨 管容积 的增
大， 共轨 管 中 的压 力 波动逐 渐减 小 ， 但 二者 不是 线性 关系， 即当共 轨 管容积 增大 到一 定程度 以后 ， 压 力波
动 的减少 量 逐渐 减 小 。在 系 统 正 常运 行 时 ， 共 轨 管
中的压力 比较 稳定 ， 这 时共 轨 管 容 积 的 变化 对 喷油 规律 几乎 没有 影 响 ， 主要 是 在 共 轨 管 与 喷油 器 之 间
力（ １ ５ ０ ＭＰ ａ ） 向系统 供油 。分 油器 及 共 轨管 主 要 由
和安 装 的要 求 ， 因此 ， 分 油 器 的 设 计 要 兼 顾 以 下
原则 ：
１ ）分 油器 要满 足整 机布 置要 求 ；
２ ）分 油器 不影 响共 轨 系统 轨压 建 立速 度 ， 同时 不会 影 响喷 油规 律 ；
３ ）分 油器 要保证 高 压密 封性 及可 靠性 ； ４ ）分 油 器 要 具 有 高 压 测 量 及 超 高 压 泄 压 的
直 管与 分叉 管组成 。管路 的压 力 损失 Ａ ｐ与 压 损 系 数Ｃ ， 密度 』 Ｄ ， 流 速 Ｖ成正 比：
Ａｐ ： Ｃｐ ｐ ２ 。
此处试验得到的 Ｃ 。值 由壁 面 粗 糙 度 （ Ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ
作用 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — １ ５ ；修 回 日期 ：２ ０ １ ３ － ０ ８ 一 Ｏ ｌ 基 金 项 目 ：国家 “ 八六三” 基 金 项 目（ ２ ０ １ ２ ＡＡ１ １ １ ７ ０ ９ ）
Ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｎ ｅ ｓ ｓ ） 计算 得到 ， 不考 虑 壁 面摩 轨 系 统 中分 油 器也 是 共 轨 管 ， 共 轨管 的作用 是减 小高 压油 泵供 油过程 和 电控 喷油器 燃 油
有转 速 范 围 内保 证高 燃油 压力 可 以使发 动机 在低 转 速 工况 下获 得 良好 的燃 烧 特 性 。 因此 ， 高 压 共 轨 系 统 在 国内外 柴油 机上 得到 了广 泛 的应用 。 对 于应 用在 Ｖ 型 柴 油 机 的单 压 双 轨 高压 共 轨 系统 ， 国外 的发展 已经 比较 完善 ， 可 以通 过控制 双 轨 中单 个共 轨管 的轨 压 实现高 压共 轨 系统 的喷油 一致 性和 稳定 性 ］ 。 国 内现 有 的技 术 很 难 达 到 国外 的
第 ４ 期（ 总第 ２ ０ ７期 ）
２ ０ １ ３年 ８月
车
用
发
动
机
Ｎｏ ． ４ （ Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ １ Ｎｏ ． ２ ０ ７ ） Ａｕ ｇ ． ２ ０ １ ３
ＶＥＨＩ ＣＬ Ｅ ＥＮＧＩ ＮＥ
高压 共 轨 系统 分 油器 的 设计
王 国莹 ， 付 海燕 ，许春 光 ，孙 民 忠 ， 任 贵峰 ，袁永 先 ，王继 新 ， 金 玉梅
通道 ， 从 而减小 了共 轨管 中压 力波 动 的影 响＿ ６ 。 ］ 。
２ ． １ 共 轨 系统 模型 建 立
本研 究利 用 Ｇ Ｔ — Ｆ ｕ ｅ ｌ 一维 仿 真软件 建 立 了４缸 高压 共轨 系统 的仿 真模 型 （ 见图 １ ） 。ＧＴ — Ｆ ｕ ｅ ｌ 采 用 维 交错 网格 ， 即整 个 系统 会 离 散 成一 个 个 相 互 连