[發明專利]一種高壓共軌系統多物理解耦-耦合方法

有效

• 申請號: 202111518165.4
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114239433B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 趙建輝;盧相東;陳敬炎;陳碩;張恒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F113/08;G06F119/08;G06F119/14
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本發明的目的在于提供一種高壓共軌系統多物理解耦?耦合方法，包括如下步驟：確定高壓共軌系統具有的多物理場的種類及涉及到各個物理場計算的各部件仿真子模型；分析高壓共軌系統工作過程的耦合關系，進行多物理場的解耦，簡化多物理場耦合的建模過程；分析各耦合場中仿真子模型間的耦合模型和耦合方程形式；建立高壓共軌系統多物理場耦合仿真模型，完成解耦?耦合過程。本發明能夠對不同類型的高壓共軌系統多物理場進行解耦，有效簡化多物理場耦合的建模過程，并在考慮多物理場間多場協同作用關系的基礎上精細化高壓共軌系統中各部件仿真子模型間的耦合關系，能夠提升仿真模型精度，提高預測設計工作效率，縮短開發周期降低成本。

技術領域

本發明涉及的是一種柴油機耦合方法，具體地說是柴油機噴油系統耦合方法。

背景技術

高壓共軌系統相比傳統的機械式噴油系統可以實現更高的噴射壓力，并根據發動機實際工況條件需求，通過電控系統柔性靈活調節噴油規律、噴油脈寬和噴油頻率，從而有效改善發動機的排放特性和動力特性，因此，高壓共軌系統是現代化柴油機提高效率、降低排放的核心系統之一。由于排放法規的日益嚴格，柴油機需要更高的噴油壓力，不斷提高的噴油壓力使得傳統的高壓共軌系統電場、磁場、機械場、液力場四場的耦合轉變成電場、磁場、機械運動場、液力場和溫度場五場的瞬變耦合，這使得多物理場間的協同和耦合變得更加復雜。在具有多物理場耦合特性的求解中，多物理場的解耦和耦合方法對構建高壓共軌系統高精度仿真模型具有重要的作用。

發明專利《模擬高壓共軌泵內燃油流動的全三維耦合模型建立方法》(公開號：CN112784507A公開日期:2021年5月11日)介紹了一種模擬高壓共軌泵內燃油流動的三維耦合模型的建立方法，但是該建立方法只考慮燃油密度和粘度等物理特性受到壓力的影響，而沒有考慮電磁場、溫度場對其影響以及不同場之間的協同交互效應。

發明內容

本發明的目的在于提供能克服高壓共軌系統在高精度預測模型構建時存在的多物理場技術問題的一種高壓共軌系統多物理解耦-耦合方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明一種高壓共軌系統多物理解耦-耦合方法，其特征是：

(1)根據高壓共軌系統的各部件結構和工況參數，確定該類型的高壓共軌系統具有的多物理場的種類及涉及到各個物理場計算的各部件仿真子模型；

(2)根據高壓共軌系統各物理場耦合區域、耦合方向和耦合強度，結合場間協同的特點，分析高壓共軌系統工作過程的耦合關系，進行多物理場的解耦，簡化多物理場耦合的建模過程；

(3)基于確定的解耦后的多物理場耦合關系，分析各耦合場中仿真子模型間的耦合模型和耦合方程形式；

(4)根據高壓共軌系統中流場、電場、磁場、機械運動場、液力場、溫度場間各部件仿真子模型單向/雙向耦合關系及耦合方程形式，建立高壓共軌系統多物理場耦合仿真模型，完成解耦-耦合過程。

本發明還可以包括：

1、步驟(1)中的物理場包括流場、電場、磁場、機械運動場、液力場、溫度場：

(a)涉及到流場計算的部件包括高壓油泵、高壓油軌、高壓油管和共軌噴油器，其中高壓油泵仿真子模型包括吸油過程流量模型和泵油過程流量模型；高壓油軌仿真子模型包括入口流量計算模型、腔內壓力計算模型和出口流量計算模型；高壓油管仿真子模型包括入口壓力波動模型、入口流量計算模型、一維時空波動模型、出口壓力波動模型和出口流量計算模型；共軌噴油器仿真子模型包括內部油道壓力波動模型、入口流量計算模型進油節流孔和出油節流孔流量計算模型、盛油槽壓力計算模型、控制室壓力計算模型和噴射特性數值計算模型；

(b)涉及到電場計算的部件包括高壓油泵和高速電磁閥，其中高壓油泵仿真子模型包括高壓油泵工作驅動模型，高速電磁閥仿真子模型包括高速電磁閥PWM波驅動模型；