汽车电控喷油器是汽车系统中的复杂机电部件，其工作过程涉及机械动力学、电磁学和流体力学等多个方面，而以性能仿真与试验为基础进行结构参数优化是提升电控喷油器性能的有效手段。本书针对低压进气道喷射喷油器和缸内直喷喷油器进行介绍，主要内容包括电控喷油器的动态工作过程机理分析、电控喷油器的电磁特性仿真与优化、电控喷油器的内部流场及喷雾过程分析、电控喷油器多参数耦合仿真及多目标优化、电控喷油器样品试制及性能检测技术、新型加热式GDI喷油器以及金属注射成形技术在电控喷油器上的应用等。
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前言
第1章 汽车电控喷油技术的发展状况 1
1.1 电控汽油喷射系统发展概况 1
1.2 汽油机电控喷油器的分类和研究概况 4
1.2.1 汽油机电控喷油器的分类 4
1.2.2 国内外研究现状 11
参考文献 16
第2章 PFI喷油器动态工作过程机理 21
2.1 电控喷油器的典型结构 21
2.1.1 Bosch电控喷油器 21
2.1.2 Delphi电控喷油器 23
2.2 磁路结构材料配置 24
2.3 电控喷油器的性能要求 28
2.4 工作特性数学模型 28
2.5 动态响应过程分析 36
2.6 动态响应规律分析 40
2.7 磁性材料影响分析 47
2.8 本章小结 49
参考文献 50
第3章 PFI喷油器电磁场分析与优化 52
3.1 电磁场有限元分析基础理论 52
3.2 二维模型的建立 54
3.3 电磁场仿真结果对比分析 55
3.4 三维电磁场仿真分析 57
3.5 电磁场单参数仿真分析 62
3.6 多参数优化 66
3.7 本章小结 73
参考文献 73
第4章 PFI喷油器内部流场及喷雾过程分析 76
4.1 流体力学基本方程 76
4.2 几何模型与数值求解 80
4.3 内部流动计算结果与分析 81
4.4 喷射雾化的数学模型 92
4.5 模拟结果及分析 97
4.6 本章小结 106
参考文献 106
第5章 PFI喷油器综合测试系统设计 108
5.1 测试系统方案 108
5.2 系统硬件 109
5.3 系统电路 111
5.4 信号处理 119
5.5 本章小结 120
参考文献 120
第6章 GDI喷油器工作过程建模及耦合仿真 121
6.1 GDI喷油器的结构模型及性能要求 121
6.2 GDI喷油器子系统模型 123
6.2.1 机械运动子系统 123
6.2.2 电路子系统 123
6.2.3 磁路子系统 124
6.2.4 电磁损耗子系统 126
6.2.5 热力学子系统 127
6.2.6 内部流动子系统模型 128
6.2.7 喷雾子系统 130
6.3 电磁场耦合研究 133
6.3.1 电磁场有限元理论 133
6.3.2 电磁场有限元仿真分析 134
6.4 电-磁-热耦合研究 144
6.4.1 电-磁-热耦合理论 144
6.4.2 电-磁-热耦合仿真分析 145
6.5 热-流耦合研究 150
6.5.1 热-流耦合理论 150
6.5.2 喷孔流动分析 153
6.5.3 喷雾特性分析 158
6.6 本章小结 161
参考文献 161
第7章 GDI喷油器结构参数多目标分步优化 163
7.1 GDI喷油器的优化目标及优化策略 163
7.2 磁路结构多目标优化模型 165
7.3 基于MOSA算法的磁路结构优化 170
7.3.1 MOSA算法求解原理 170
7.3.2 MOSA优化算法实现 172
7.4 磁路结构优化结果分析 176
7.4.1 动态响应特性分析 176
7.4.2 电磁特性分析 177
7.4.3 温度特性分析 179
7.5 基于正交试验法的喷孔结构优化 181
7.5.1 喷孔结构对孔内流动的影响 181
7.5.2 喷孔结构对喷雾特性的影响 185
7.6 正交试验设计 188
7.6.1 喷孔内部流动对比分析 193
7.6.2 喷雾特性对比分析 195
7.7 本章小结 199
参考文献 199
第8章 GDI喷油器样品试制及试验研究 200
8.1 GDI喷油器样品试制 200
8.1.1 关键材料选型 200
8.1.2 关键零部件加工 201
8.1.3 装配及焊接技术 203
8.2 温度特性 206
8.2.1 温度特性测试原理 206
8.2.2 GDI喷油器温升影响因素分析 207
8.3 动态响应特性 211
8.3.1 测试装置及测试原理 212
8.3.2 动态响应特性测试结果分析 213
8.4 流量特性 215
8.4.1 流量特性测试系统 215
8.4.2 流量特性测试结果分析 216
8.5 喷雾特性 218
8.5.1 喷雾形态测试系统及结果分析 218
8.5.2 喷雾贯穿距离分析 219
8.6 本章小结 224
参考文献 224
第9章 加热型GDI喷油器 225
9.1 加热型GDI喷油器的结构及驱动方法 226
9.1.1 加热型GDI喷油器的结构和工作原理 226
9.1.2 喷孔的几何形状和分布 226
9.1.3 驱动电路 227
9.2 热分析 228
9.2.1 能量损耗模型 228
9.2.2 热力学模型 229
9.2.3 热模拟 230
9.3 试验条件和燃料特性 234
9.4 喷雾可视化特性 236
9.4.1 试验系统 236
9.4.2 喷雾特性分析 237
9.5 本章小结 243
参考文献 244
第10章 金属注射成形技术在喷油器上的应用 246
10.1 MIM技术 246
10.2 MIM技术在电控汽油喷油器中的应用 247
10.3 汽油机电控喷油器零件性能分析 248
10.3.1 退火后的软磁特性分析 248
10.3.2 理化性能分析 249
10.4 电控汽油喷油器性能对比分析 249
10.4.1 材料特性测试 249
10.4.2 基本参数设定 250
10.4.3 电磁性能仿真验证 251
10.4.4 试验结果对比分析 253
10.5 本章小结 254
参考文献 255
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