燃油系統
關注創建者：Vicle 創建時間：2016-05-25
燃油系統的實例教程
燃油系統元件組成
燃油供給裝置:柴油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器等。
空氣供給裝置:空氣濾清器、進氣管道。
混合氣形成裝置:燃燒室。
廢氣排出裝置:排氣管道、消音 器。
燃油系統構造
低壓供油系統
將過濾后的清潔燃油輸入噴油泵的低壓油腔，并將多供和噴油器泄漏的柴油送回油箱。油箱、低壓油管、柴油濾清器、輸油泵。一般稱為燃油系統的輔助裝置。輸油泵輸油壓力0.1~0.25MPa
高壓噴油系統
將輸入的低壓油加壓到超過噴油器開啟壓力，以霧狀噴入氣缸。噴油泵、高壓油管、噴油器，稱為泵-管-嘴系統。也有噴油泵、噴油器合一的所謂泵噴嘴系統。一般柴油機燃油噴射裝置指的是高壓噴油系統。
自動調節系統
噴油提前器:轉速變化時自動調整噴油正時。調速器:根據柴油機負荷的變化，自動增減噴油泵供油量，使轉速保持穩定。
展開 modeFRONTIER集成A V L-Hydsim，對燃油噴射系統進行優化。其中NOP（Nozzle Opening Pressure），平均噴油壓力，噴油壓力變化幅度為優化目標，要使平均壓力達到1300bar，壓力變化盡量減少使得噴油更均勻，霧化更好，利用modeFRONTIER對燃油噴射系統能有很好的優化效果。
摘 要：基于HyperMesh軟件，本文通過某塑料燃油箱的機械強度分析為例，介紹了軟件的前處理功能以及應用方法。應用表明該軟件可以準確的預測油箱變形情況，為燃油箱產品設計提供一定的參考價值。
關鍵詞：HyperMesh 燃油箱 靜態分析 結構強度
1 概述
當前，隨著汽車工業的發展和國內汽車工業的振興，各大汽車生產企業對汽車燃油箱的需求呈明顯增長趨勢。世界上第一只汽車塑料燃油箱是在上世紀60年代由德國大眾汽車公司、BASF公司和KAUTEX公司聯合開發的，并成功應用于PORSCHE車上[1]。早期的燃油箱大多由金屬材料制成，后來多改用合成材料來適應汽車輕量化的發展需求以滿足新的汽車燃油經濟性標準，所以伴隨著汽車工業的發展，塑料燃油箱得到了較快的發展[2]。
燃油箱是個相對密閉的系統，油箱上通常設有通風裝置，以防止隨著油量的過度消耗而在箱內與大氣的壓力差的作用下變形。本文采用HyperMesh軟件進行前處理，然后對燃油箱系統中的塑料油箱進行結構強度分析，從而為燃油箱產品的設計提供理論指導。
2 計算模型的建立
為了簡化模型，本文只采用了燃油箱系統中的燃油箱、鋼帶、油泵以及減震墊四個部件進行油箱的強度分析。
2.1 網格劃分
采用殼單元進行網格劃分。網格類型、節點數和單元數見表1。
2.2 材料參數的輸入
進入Material界面，輸入材料名稱創建并編輯材料屬性。計算中油箱本體材料采用高密度聚乙烯HDPE，鋼帶材料采用STEEL12，油泵和減震墊均采用剛性體分析。
展開 這是由于質量在燃油箱中的運動造成的。重疊中央和左手側油箱的進口壓力并放大壓力峰值，我們可以得到一個非常有趣的結果。在這里可以看到關閉閥門后波形進一步減弱的程度。還可以看到系統波速造成的傳播延遲。
文章來源公眾號：海基科技
汽油機中用于貯存、濾清和輸送燃油的裝置，由汽油箱、汽油濾清器、汽油泵和油管等組成。
汽油泵
汽油噴射系統所用汽油泵是一個永磁電動機驅動的帶滾柱的轉子泵，油泵內部有電動機并允許有燃油流過，稱濕式電動機。因為電動機浸泡在燃油中，沒有空氣，不可能發生著火，但可能在無燃油而汽油泵旋轉時，因轉子上的滾柱與殼體內壁無法密封產生吸力及冷卻不良而燒毀。電動汽油泵供給的燃油量要比發動機要求的最大噴油量大，以便在各種使用工況下保持輸油壓力。在油泵的出口處還設有一個單向閥，防止發動機停車時油壓突然下降而可能造成燃油倒流現象。這樣還可以保持油路中的靜壓，使下一次啟動比較容易。電動油泵在發動機點火開關打開后，就立即開始運轉。待發動機運轉后，汽油泵就在不停地運轉，但當點火開關已經打開，發動機停車時卻只運轉1s，使噴油器的燃油增加壓力，隨后電控單元發出斷路信號，使汽油泵停止運轉。
傳統化油器式汽油機一般采用膜片式機械供油泵，該供油泵一般由凸輪軸上的一個偏心凸輪驅動，供油壓力一般為0.027~0.037MPa。
汽油濾清器
汽油從汽油箱進入汽油泵之前，先經過汽油濾清器除去其中的雜質和水分，以減少汽油泵和化油器等部件的故障。濾芯多用多孔陶瓷或微孔濾紙制造。陶瓷濾芯結構簡單，不消耗金屬，濾清效果較好，但濾芯不易清洗干凈，使用壽命短。紙質濾芯濾清效果好，結構簡單，使用方便。現代轎車發動機多采用一次性使用、不可拆式紙質濾芯汽油濾清器，一般每行駛30000km整體更換一次。
汽油箱
用來貯存汽油。汽油箱的數目及容量因車型而異，普通汽車只有一個汽油箱，越野汽車常有主、副兩個汽油箱，以適應使用要求。一般汽車油箱的儲備里程為200~600km。
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與需要發動機、燃油噴射系統和排氣系統的內燃機（ICE）相比，電動汽車動力總成是一種不同的架構，其不會產生尾氣排放和內燃機噪聲。此外，其活動部件更少，因此磨損更少，維護成本通常也更低，因為不再需要火花塞和機油更換等高維護項目。
二、電動汽車動力總成的重要組件
在全球努力實現更可持續的未來之際，電動汽車的優勢已是眾所周知。
材料性能能承受極端工況
汽車零件需長期承受高溫、壓力、腐蝕與沖擊，因此常用材料包括：
鋁合金
（廣泛用于新能源汽車輕量化結構）
不銹鋼
（用于排氣系統、燃油系統）
黃銅
（用于流體接頭）
工程塑料
（用于輕質功能部件）
C.
行業深耕：聚焦高價值領域的定制化解決方案
Simcenter Amesim 憑借行業專屬的仿真方案，已深度滲透全球高端制造核心領域，成為各行業領軍企業的首選工具：
汽車與交通運輸：覆蓋動力總成、熱管理、燃油噴射、控制系統等全鏈條研發需求。國際汽車供應商麥格納馬瑞利借助其實現燃油噴射系統與控制策略的并行開發，將控制驗證工作量減少 50%，順利滿足嚴苛排放法規要求。
7.動力能源系統：對于鋰離子電池、氫燃料電池和燃油動力電池系統的標識和警示說明、電池組安全要求均做出了相應的安全要求。
8.可控性：輕型和小型無人駕駛航空器的飛行控制系統應具備關鍵飛行參數的限制與保護的能力。關鍵飛行參數的限制包括最大飛行高度限制和最大平飛速度限制；輕型和小型無人駕駛航空器控制與導航精度安全應滿足《要求》相關規定。
此外還可以模擬管路注水、燃油系統油箱晃動等場景。
圖 4.5精細化求解霧化問題
圖 4.6機翼油箱晃動
3.5 交通運輸
以汽車油箱晃動為例，在車輛行駛過程中，油箱內的燃油會因車輛的顛簸、轉彎等運動而產生晃動，這不僅會影響車輛的操控性能和燃油供應系統的正常工作，還可能產生噪聲和振動等問題。
例如，在汽車發動機燃油噴射系統的設計中，通過霧化仿真優化噴油嘴設計，可使燃油霧化更充分，燃燒效率提高，進而降低油耗和尾氣排放。
2. 深入理解霧化機理，突破技術瓶頸
霧化過程涉及到復雜的氣液兩相流、湍流、界面相互作用等物理現象，僅僅依靠實驗觀察很難全面深入地理解其內在機理。
節氣門位置傳感器是車輛燃油管理系統的一部分，在賽車發動機或任何車輛的發動機中，都有一個節氣門。當油門踏板被壓縮時，節氣門打開。節氣門位置傳感器用于測量節氣門的開度，從而控制可以流入發動機進氣歧管的空氣量。
此外，通過壓力的積分，用戶可以輕松提取燃油晃動對油箱壁面的沖擊力
圖5 油箱沖擊載荷
算例二：汽車剎車和加速過程中燃油箱晃動的數值模擬
汽車在剎車和加速過程中，油箱內的燃油將前后劇烈運動，燃油對油箱壁撞擊所產生的壓力影響到整個燃油系統的穩定性，此外，燃油與油箱外殼或其他內部零件碰撞產生額外的振動噪聲危害行車安全。
燃燒工程：霧化仿真在內燃機、燃氣輪機、火箭發動機等燃燒工程中扮演關鍵角色，用于優化燃油噴射系統，提高燃燒效率，減少污染物排放。
醫藥健康： 應用于吸入式藥物遞送設備和霧化治療裝置的設計，確保藥物微粒達到適宜的粒徑范圍，以實現有效的肺部遞送或病灶靶向治療。
農業噴灑：在精準農業中，霧化仿真助力改進農藥噴霧器性能，平衡覆蓋效果與減少藥液飄失，提升農藥利用效率并降低環境污染。
</li></ol><p><span style="color: rgb(5, 7, 59);">例如，在汽車設計中，仿真技術可用于測試和優化車輛的安全性能、燃油效率、懸掛系統、氣囊系統等。</span></p><ol><li><strong>自然科學研究</strong>：在物理學、化學、生物學等領域中，設計與仿真可以用于研究各種復雜的物理現象和化學反應。
