汽車電控噴油器性能仿真與結(jié)構(gòu)優(yōu)化
汽車電控噴油器是汽車系統(tǒng)中的復(fù)雜機(jī)電部件，其工作過程涉及機(jī)械動(dòng)力學(xué)、電磁學(xué)和流體力學(xué)等多個(gè)方面，而以性能仿真與試驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化是提升電控噴油器性能的有效手段。本書針對(duì)低壓進(jìn)氣道噴射噴油器和缸內(nèi)直噴噴油器進(jìn)行介紹，主要內(nèi)容包括電控噴油器的動(dòng)態(tài)工作過程機(jī)理分析、電控噴油器的電磁特性仿真與優(yōu)化、電控噴油器的內(nèi)部流場及噴霧過程分析、電控噴油器多參數(shù)耦合仿真及多目標(biāo)優(yōu)化、電控噴油器樣品試制及性能檢測(cè)技術(shù)、新型加熱式GDI噴油器以及金屬注射成形技術(shù)在電控噴油器上的應(yīng)用等。
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目錄
前言
第1章 汽車電控噴油技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 1
1.1 電控汽油噴射系統(tǒng)發(fā)展概況 1
1.2 汽油機(jī)電控噴油器的分類和研究概況 4
1.2.1 汽油機(jī)電控噴油器的分類 4
1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11
參考文獻(xiàn) 16
第2章 PFI噴油器動(dòng)態(tài)工作過程機(jī)理 21
2.1 電控噴油器的典型結(jié)構(gòu) 21
2.1.1 Bosch電控噴油器 21
2.1.2 Delphi電控噴油器 23
2.2 磁路結(jié)構(gòu)材料配置 24
2.3 電控噴油器的性能要求 28
2.4 工作特性數(shù)學(xué)模型 28
2.5 動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程分析 36
2.6 動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律分析 40
2.7 磁性材料影響分析 47
2.8 本章小結(jié) 49
參考文獻(xiàn) 50
第3章 PFI噴油器電磁場分析與優(yōu)化 52
3.1 電磁場有限元分析基礎(chǔ)理論 52
3.2 二維模型的建立 54
3.3 電磁場仿真結(jié)果對(duì)比分析 55
3.4 三維電磁場仿真分析 57
3.5 電磁場單參數(shù)仿真分析 62
3.6 多參數(shù)優(yōu)化 66
3.7 本章小結(jié) 73
參考文獻(xiàn) 73
第4章 PFI噴油器內(nèi)部流場及噴霧過程分析 76
4.1 流體力學(xué)基本方程 76
4.2 幾何模型與數(shù)值求解 80
4.3 內(nèi)部流動(dòng)計(jì)算結(jié)果與分析 81
4.4 噴射霧化的數(shù)學(xué)模型 92
4.5 模擬結(jié)果及分析 97
4.6 本章小結(jié) 106
參考文獻(xiàn) 106
第5章 PFI噴油器綜合測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì) 108
5.1 測(cè)試系統(tǒng)方案 108
5.2 系統(tǒng)硬件 109
5.3 系統(tǒng)電路 111
5.4 信號(hào)處理 119
5.5 本章小結(jié) 120
參考文獻(xiàn) 120
第6章 GDI噴油器工作過程建模及耦合仿真 121
6.1 GDI噴油器的結(jié)構(gòu)模型及性能要求 121
6.2 GDI噴油器子系統(tǒng)模型 123
6.2.1 機(jī)械運(yùn)動(dòng)子系統(tǒng) 123
6.2.2 電路子系統(tǒng) 123
6.2.3 磁路子系統(tǒng) 124
6.2.4 電磁損耗子系統(tǒng) 126
6.2.5 熱力學(xué)子系統(tǒng) 127
6.2.6 內(nèi)部流動(dòng)子系統(tǒng)模型 128
6.2.7 噴霧子系統(tǒng) 130
6.3 電磁場耦合研究 133
6.3.1 電磁場有限元理論 133
6.3.2 電磁場有限元仿真分析 134
6.4 電-磁-熱耦合研究 144
6.4.1 電-磁-熱耦合理論 144
6.4.2 電-磁-熱耦合仿真分析 145
6.5 熱-流耦合研究 150
6.5.1 熱-流耦合理論 150
6.5.2 噴孔流動(dòng)分析 153
6.5.3 噴霧特性分析 158
6.6 本章小結(jié) 161
參考文獻(xiàn) 161
第7章 GDI噴油器結(jié)構(gòu)參數(shù)多目標(biāo)分步優(yōu)化 163
7.1 GDI噴油器的優(yōu)化目標(biāo)及優(yōu)化策略 163
7.2 磁路結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化模型 165
7.3 基于MOSA算法的磁路結(jié)構(gòu)優(yōu)化 170
7.3.1 MOSA算法求解原理 170
7.3.2 MOSA優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn) 172
7.4 磁路結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果分析 176
7.4.1 動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性分析 176
7.4.2 電磁特性分析 177
7.4.3 溫度特性分析 179
7.5 基于正交試驗(yàn)法的噴孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化 181
7.5.1 噴孔結(jié)構(gòu)對(duì)孔內(nèi)流動(dòng)的影響 181
7.5.2 噴孔結(jié)構(gòu)對(duì)噴霧特性的影響 185
7.6 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 188
7.6.1 噴孔內(nèi)部流動(dòng)對(duì)比分析 193
7.6.2 噴霧特性對(duì)比分析 195
7.7 本章小結(jié) 199
參考文獻(xiàn) 199
第8章 GDI噴油器樣品試制及試驗(yàn)研究 200
8.1 GDI噴油器樣品試制 200
8.1.1 關(guān)鍵材料選型 200
8.1.2 關(guān)鍵零部件加工 201
8.1.3 裝配及焊接技術(shù) 203
8.2 溫度特性 206
8.2.1 溫度特性測(cè)試原理 206
8.2.2 GDI噴油器溫升影響因素分析 207
8.3 動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性 211
8.3.1 測(cè)試裝置及測(cè)試原理 212
8.3.2 動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性測(cè)試結(jié)果分析 213
8.4 流量特性 215
8.4.1 流量特性測(cè)試系統(tǒng) 215
8.4.2 流量特性測(cè)試結(jié)果分析 216
8.5 噴霧特性 218
8.5.1 噴霧形態(tài)測(cè)試系統(tǒng)及結(jié)果分析 218
8.5.2 噴霧貫穿距離分析 219
8.6 本章小結(jié) 224
參考文獻(xiàn) 224
第9章 加熱型GDI噴油器 225
9.1 加熱型GDI噴油器的結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)方法 226
9.1.1 加熱型GDI噴油器的結(jié)構(gòu)和工作原理 226
9.1.2 噴孔的幾何形狀和分布 226
9.1.3 驅(qū)動(dòng)電路 227
9.2 熱分析 228
9.2.1 能量損耗模型 228
9.2.2 熱力學(xué)模型 229
9.2.3 熱模擬 230
9.3 試驗(yàn)條件和燃料特性 234
9.4 噴霧可視化特性 236
9.4.1 試驗(yàn)系統(tǒng) 236
9.4.2 噴霧特性分析 237
9.5 本章小結(jié) 243
參考文獻(xiàn) 244
第10章 金屬注射成形技術(shù)在噴油器上的應(yīng)用 246
10.1 MIM技術(shù) 246
10.2 MIM技術(shù)在電控汽油噴油器中的應(yīng)用 247
10.3 汽油機(jī)電控噴油器零件性能分析 248
10.3.1 退火后的軟磁特性分析 248
10.3.2 理化性能分析 249
10.4 電控汽油噴油器性能對(duì)比分析 249
10.4.1 材料特性測(cè)試 249
10.4.2 基本參數(shù)設(shè)定 250
10.4.3 電磁性能仿真驗(yàn)證 251
10.4.4 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析 253
10.5 本章小結(jié) 254
參考文獻(xiàn) 255
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