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基于响应面法的高压共轨式超磁致伸缩喷油器响应时间优化
1
作者
喻曹丰
胡逸凯
+2 位作者
段永勇
魏梓贤
王宁
《工程设计学报》
北大核心
2025年第3期373-382,共10页
为提升高压共轨式喷油器的动态响应特性,基于超磁致伸缩材料棒及液压换向机构,设计了一种高压共轨式超磁致伸缩喷油器。在简述该喷油器整体结构设计和工作原理的基础上,考虑其驱动部分的磁滞非线性特征,基于Jiles-Atherton磁滞模型建立...
为提升高压共轨式喷油器的动态响应特性,基于超磁致伸缩材料棒及液压换向机构,设计了一种高压共轨式超磁致伸缩喷油器。在简述该喷油器整体结构设计和工作原理的基础上,考虑其驱动部分的磁滞非线性特征,基于Jiles-Atherton磁滞模型建立了其电-磁-机-液多场耦合模型。随后,搭建了完整的喷油器仿真模型,选取针阀信号作为喷油响应速度评价指标,确定了针阀弹簧预紧力的最优值。最后,采用响应面法优化了控制活塞直径、控制腔容积、进油孔直径和出油孔直径等参数,并基于拟合方程分析了优化后各参数对喷油器响应时间的影响。结果显示:相较于优化前,优化后针阀的开启延迟缩短了3.251%,开启时间缩短了1.364%,关闭延迟缩短了9.465%,关闭时间缩短了14.848%。研究表明,所采用的优化方法可有效提高针阀的响应速度,有助于提升高压共轨式喷油器的小油量喷油及多次喷油性能。
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关键词
超磁致伸缩
喷油器
Jiles-Atherton磁滞模型
响应面法
参数优化
在线阅读
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职称材料
超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的结构设计及喷油特性分析
被引量：
2
2
作者
喻曹丰
魏梓贤
+3 位作者
段永勇
朱建华
陶雪枫
聂仪楠
《液压与气动》
北大核心
2024年第2期52-59,共8页
针对现有喷油器存在的喷油速率低、喷油脉宽大、响应速率慢的问题,提出了一种超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的设计方案。简述了该高压共轨式喷油器的整体设计及工作原理,并且在Jiles-Atherton磁滞模型和液压传动理论基础上建立数学模...
针对现有喷油器存在的喷油速率低、喷油脉宽大、响应速率慢的问题,提出了一种超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的设计方案。简述了该高压共轨式喷油器的整体设计及工作原理,并且在Jiles-Atherton磁滞模型和液压传动理论基础上建立数学模型;采用COMSOL建立了驱动部分仿真模型,并进行输出位移和应力特性分析,采用AMESim建立了喷油器整体模型,并进行喷油速率分析;搭建试验平台,验证了超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器设计方案的有效性。结果显示:当线圈电流为3.6 A时,超磁致伸缩棒的最大输出位移可达52μm;在160 MPa的压力下喷油最低脉宽从1 ms降低到0.15 ms,并且无论脉宽长短,其脉宽-喷油量均具有良好的线性度。结果表明,提出的设计方案可行,为研制出一种高性能的高压共轨式喷油器奠定了理论和技术基础。
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关键词
超磁致伸缩材料
高压共轨式喷油器
输出位移
喷油脉宽
喷油率
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职称材料
超磁致伸缩式喷油器的结构参数优化及其响应特性研究
被引量：
1
3
作者
喻曹丰
段永勇
+3 位作者
王玉
肖志豪
吴干
魏梓贤
《机床与液压》
北大核心
2023年第19期148-154,共7页
为提高现有喷油器的动态响应特性,采用超磁致伸缩驱动器(GMA)通过液压腔驱动球阀的形式,提出一种超磁致伸缩式喷油器(GMI)的设计方案。在阐述该喷油器的结构组成和工作原理基础上,基于Jiles-Atherton磁滞模型建立GMA的输出力模型,将其...
为提高现有喷油器的动态响应特性,采用超磁致伸缩驱动器(GMA)通过液压腔驱动球阀的形式,提出一种超磁致伸缩式喷油器(GMI)的设计方案。在阐述该喷油器的结构组成和工作原理基础上,基于Jiles-Atherton磁滞模型建立GMA的输出力模型,将其与喷油器液力模型耦合,建立了该喷油器的电-磁-机-液多场耦合模型;基于MATLAB/Simulink模块搭建该喷油器的仿真模型,分析不同偏置磁场下GMA的磁致伸缩曲线,以及不同GMA预应力下的球阀响应曲线;采用遗传算法,选取针阀响应时间为评价指标,对GMA的预应力、进出油孔直径、控制腔容积等关键参数进行优化。结果表明:设计的超磁致伸缩式喷油器具有良好的响应特性,优化使针阀开启延迟降低27.3%,针阀上升时间降低11.0%,针阀关闭延迟降低19.5%,针阀下降时间降低9.9%。
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关键词
喷油器
超磁致伸缩
数值模拟
动态响应
参数优化
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职称材料
题名
基于响应面法的高压共轨式超磁致伸缩喷油器响应时间优化
1
作者
喻曹丰
胡逸凯
段永勇
魏梓贤
王宁
机构
安徽理工大学机电工程学院
浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室
出处
《工程设计学报》
北大核心
2025年第3期373-382,共10页
基金
国家自然科学基金资助项目(52105042)
流体动力基础件与机电系统全国重点实验室开放基金资助项目(GZK-202302)
中国博士后科学基金资助项目(2019M652159)。
文摘
为提升高压共轨式喷油器的动态响应特性,基于超磁致伸缩材料棒及液压换向机构,设计了一种高压共轨式超磁致伸缩喷油器。在简述该喷油器整体结构设计和工作原理的基础上,考虑其驱动部分的磁滞非线性特征,基于Jiles-Atherton磁滞模型建立了其电-磁-机-液多场耦合模型。随后,搭建了完整的喷油器仿真模型,选取针阀信号作为喷油响应速度评价指标,确定了针阀弹簧预紧力的最优值。最后,采用响应面法优化了控制活塞直径、控制腔容积、进油孔直径和出油孔直径等参数,并基于拟合方程分析了优化后各参数对喷油器响应时间的影响。结果显示:相较于优化前,优化后针阀的开启延迟缩短了3.251%,开启时间缩短了1.364%,关闭延迟缩短了9.465%,关闭时间缩短了14.848%。研究表明,所采用的优化方法可有效提高针阀的响应速度,有助于提升高压共轨式喷油器的小油量喷油及多次喷油性能。
关键词
超磁致伸缩
喷油器
Jiles-Atherton磁滞模型
响应面法
参数优化
Keywords
giant magnetostrictive
injector
Jiles-Atherton hysteresis model
response surface method
parameter optimization
分类号
TK422 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的结构设计及喷油特性分析
被引量：
2
2
作者
喻曹丰
魏梓贤
段永勇
朱建华
陶雪枫
聂仪楠
机构
安徽理工大学机电工程学院
浙江大学流体动力基础件与机电系统国家重点实验室
出处
《液压与气动》
北大核心
2024年第2期52-59,共8页
基金
国家自然科学基金(52105042)
中国博士后科学基金(2019M652159)
流体动力基础件与机电系统国家重点实验室开放基金(GZKF-202302)。
文摘
针对现有喷油器存在的喷油速率低、喷油脉宽大、响应速率慢的问题,提出了一种超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的设计方案。简述了该高压共轨式喷油器的整体设计及工作原理,并且在Jiles-Atherton磁滞模型和液压传动理论基础上建立数学模型;采用COMSOL建立了驱动部分仿真模型,并进行输出位移和应力特性分析,采用AMESim建立了喷油器整体模型,并进行喷油速率分析;搭建试验平台,验证了超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器设计方案的有效性。结果显示:当线圈电流为3.6 A时,超磁致伸缩棒的最大输出位移可达52μm;在160 MPa的压力下喷油最低脉宽从1 ms降低到0.15 ms,并且无论脉宽长短,其脉宽-喷油量均具有良好的线性度。结果表明,提出的设计方案可行,为研制出一种高性能的高压共轨式喷油器奠定了理论和技术基础。
关键词
超磁致伸缩材料
高压共轨式喷油器
输出位移
喷油脉宽
喷油率
Keywords
giant magnetostrictive material
high pressure common rail injector
mathematical model
pulse width
fuel delivery rate
分类号
TH137 [机械工程—机械制造及自动化]
TK422 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
超磁致伸缩式喷油器的结构参数优化及其响应特性研究
被引量：
1
3
作者
喻曹丰
段永勇
王玉
肖志豪
吴干
魏梓贤
机构
安徽理工大学机械工程学院
出处
《机床与液压》
北大核心
2023年第19期148-154,共7页
基金
国家自然科学基金青年科学基金项目(52105042)
中国博士后科学基金项目(2019M652159)
安徽省自然科学基金项目(2008085QE214)。
文摘
为提高现有喷油器的动态响应特性,采用超磁致伸缩驱动器(GMA)通过液压腔驱动球阀的形式,提出一种超磁致伸缩式喷油器(GMI)的设计方案。在阐述该喷油器的结构组成和工作原理基础上,基于Jiles-Atherton磁滞模型建立GMA的输出力模型,将其与喷油器液力模型耦合,建立了该喷油器的电-磁-机-液多场耦合模型;基于MATLAB/Simulink模块搭建该喷油器的仿真模型,分析不同偏置磁场下GMA的磁致伸缩曲线,以及不同GMA预应力下的球阀响应曲线;采用遗传算法,选取针阀响应时间为评价指标,对GMA的预应力、进出油孔直径、控制腔容积等关键参数进行优化。结果表明:设计的超磁致伸缩式喷油器具有良好的响应特性,优化使针阀开启延迟降低27.3%,针阀上升时间降低11.0%,针阀关闭延迟降低19.5%,针阀下降时间降低9.9%。
关键词
喷油器
超磁致伸缩
数值模拟
动态响应
参数优化
Keywords
Fuel injector
Giant magnetostriction
Numerical simulation
Dynamic response
Parameter optimization
分类号
TK422 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
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被引量
操作
1
基于响应面法的高压共轨式超磁致伸缩喷油器响应时间优化
喻曹丰
胡逸凯
段永勇
魏梓贤
王宁
《工程设计学报》
北大核心
2025
0
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下载PDF
职称材料
2
超磁致伸缩驱动高压共轨式喷油器的结构设计及喷油特性分析
喻曹丰
魏梓贤
段永勇
朱建华
陶雪枫
聂仪楠
《液压与气动》
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
超磁致伸缩式喷油器的结构参数优化及其响应特性研究
喻曹丰
段永勇
王玉
肖志豪
吴干
魏梓贤
《机床与液压》
北大核心
2023
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