共轨喷油器高速电磁阀结构参数与响应时间耦合关系仿真研究及优化

为研究共轨喷油器高速电磁阀结构参数与响应时间的耦合关系，并通过结构参数优化设计提高高速电磁阀动态响应速度，首先采用Ansoft软件与Simplorer软件进行联合仿真，建立了耦合驱动电路的高速电磁阀动态响应计算模型，并利用试验数据校核验证了计算模型的准确性。其次，为减少探究优化参数与优化目标耦合关系时的计算工作量，以计算模型提供的样本矩阵为基础，结合D-optimal设计与最小二乘法，采用RSM数学近似模型建立了高速电磁阀响应时间的响应面预测模型，以预测模型为研究工具，选取线圈匝数、衔铁升程、外磁极面积、内磁极面积及衔铁半径5个参数为拟优化结构参数，开展拟优化结构参数元效应敏感性分析研究，确定了衔铁升程为开启响应时间的较敏感参数。最后通过NBI-AFSQP优化算法，以提高高速电磁阀响应速度为优化目标，对高速电磁阀结构参数进行了优化设计。结果表明：经优化设计后，高速电磁阀开启响应时间降低了6.25%,关闭响应时间降低了9.56%,总响应时间降低了7.64%,高速电磁阀动态响应速度得到提高。