[发明专利]阀杆卡滞摩擦力分析方法及装置

说明书

本公开涉及一种阀杆卡滞摩擦力分析方法及装置，所述方法包括：根据阀杆的工作状况，确定阀杆是否发生卡滞；在阀杆发生卡滞的情况下，根据工作状况、阀杆的结构信息、燃油的性能参数和阀杆的运动参数，对阀杆进行三维仿真一维修正理论分析，获得阀杆的径向载荷；根据径向载荷，确定所述阀杆所受的最大静摩擦力。根据本公开的实施例的阀杆卡滞摩擦力分析方法，可将阀杆所受的多维度且互相耦合的力拟合成一维受力，进而确定阀杆所受的摩擦力，使得对阀杆运动过程的分析大大简化，减少运算资源的占用，提升对阀杆运动分析的效率，可适应复杂工况下对阀杆的运动分析及运动控制的场景。

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及一种阀杆卡滞摩擦力分析方法及装置。

背景技术

高速电磁阀阀杆和阀体是一种典型的高速运动密封偶件，可以用于电控高压燃油喷射系统等机械液压机构。阀杆的动态运动特性直接影响系统的压力与动作。例如，电磁阀阀杆的关闭影响系统液压压力的建立，开启影响系统液压压力的卸载。由于加工精度有限和使用过程中的磨损，阀杆可能存在非轴对称的形状、位置或受力，阀杆运动时，径向受力较大，导致阀杆径向受力不均匀，发生偏移和偏转等运动，甚至导致阀杆在高压环境产生运动卡滞。

在相关技术中，对于高速运动密封偶件的阀杆运动卡滞问题研究较少，提出的解决方案主要在于加工手段方面，包括提高加工精度、控制密封环面顺锥度等措施。对于高速运动密封偶件的运动卡滞问题，其尺寸精度高、液压压力高、偶件尺寸小、运动频率高，进一步提高加工精度的范围和空间十分有限，对其动态运动过程中的卡滞现象的物理过程认识不够深入，解决方案不够充分有效。

并且，由于运动密封偶件的阀杆在运动过程中存在多种力的耦合作用，在通过嵌入式电子控制单元在线控制阀杆运动的方面存在很多困难。例如，分析多维度作用力的运算量巨大，处理资源占用较多，对算力要求较高，通过嵌入式电子控制单元在线分析多维度作用力难以实现，进而控制阀杆运动的方案难以实现。

发明内容

本公开提出了一种阀杆卡滞摩擦力分析方法及装置。

根据本公开的一方面，提供了一种阀杆卡滞摩擦力分析方法，包括：根据阀杆的工作状况，确定所述阀杆是否发生卡滞；在阀杆发生卡滞的情况下，根据所述工作状况、所述阀杆的结构信息、所述燃油的性能参数和阀杆的运动参数，对所述阀杆进行三维仿真一维修正理论分析，获得阀杆的径向载荷；根据所述径向载荷，确定所述阀杆所受的最大静摩擦力。

在一种可能的实现方式中，所述阀杆的径向载荷包括高压段的射流冲击力，所述工作状况包括高压燃油的压力、高压燃油的进油径向流速，所述阀杆的结构信息包括阀杆高压段直径，所述燃油的性能参数包括高压腔的燃油密度和粘性系数，其中，根据所述工作状况、所述阀杆的结构信息、所述燃油的性能参数和阀杆的运动参数，对所述阀杆进行三维仿真一维修正理论分析，获得阀杆的径向载荷，包括：根据所述工作状况、所述阀杆的结构信息、所述燃油的性能参数和阀杆的运动参数，对所述阀杆进行一维近似理论分析，获得高压段的射流冲击力的一维近似理论公式；根据所述工作状况、所述阀杆的结构信息、所述燃油的性能参数和阀杆的运动参数，对所述阀杆进行三维数值仿真运动分析，获得高压段的射流冲击力的三维数值仿真结果；根据所述高压段的射流冲击力的三维数值仿真结果和一维近似理论公式，确定高压段的射流冲击力的三维仿真一维修正理论公式；根据所述高压段的射流冲击力的三维仿真一维修正理论公式，确定高压段在全工况的射流冲击力。

在一种可能的实现方式中，根据所述工作状况、所述阀杆的结构信息、所述燃油的性能参数和阀杆的运动参数，对所述阀杆进行一维近似理论分析，获得高压段的射流冲击力的一维近似理论公式，包括：根据所述高压燃油的进油径向流速、所述阀杆高压段直径和所述高压腔的燃油密度，确定柱塞腔出油绕阀杆运动的雷诺数；根据所述柱塞腔出油绕阀杆运动的雷诺数，确定柱塞腔出油绕阀杆运动的绕流系数；根据所述柱高压燃油的进油径向流速、所述阀杆高压段直径、所述高压腔的燃油密度和所述柱塞腔出油绕阀杆运动的绕流系数，确定所述高压段的射流冲击力的一维近似理论公式。