包志浩 BAO Zhi-hao

摘要：本文针对某炭罐电磁阀流量特性进行CFD数值模拟及优化设计。目的是要优化炭罐电磁阀在大负荷工况下的流量，以满足国六法规的脱附流量要求。首先，在Workbench的前处理模块DesignModeler中建立参数化模型，再通过DesignXplorer模块的响应曲面方法得到最优的炭罐电磁阀设计，最后进行试验验证。本文创建的基于Workbench的响应曲面优化方法，为类似产品的优化设计提供了参考。

Abstract： In this paper， CFD numerical simulation and optimized design of canister purge valve flow characteristics are conducted. The purpose is to optimize the flow rate of the canister purge valve under high load conditions to meet CN6 regulation. First， a parametric model is created in pre-processing module DesignModeler in Workbench， then the optimal canister purge valve design is obtained by the response surface method of the DesignXplorer module， and verified by the test. The response surface optimization method based on Workbench created in this paper provides a reference for the optimal design of similar products.

關键词：炭罐电磁阀;CFD数值模拟;响应曲面优化;临界背压比

Key words： canister purge valve;CFD numerical simulation;response surface optimization;critical back pressure ratio

中图分类号：V4                          文献标识码：A                       文章编号：1674-957X（2021）22-0013-04

0  引言

国六新增的加油排放法规（ORVR）[1]对炭罐电磁阀有了更高的要求，不仅缩短了可进行脱附的时间，也提高了对脱附流量的要求：小负荷工况下脱附流量要尽量小，大负荷工况下的脱附流量要尽量大，而炭罐电磁阀是依靠进气歧管的负压进行脱附的，其流量特性正好与此相反。小负荷工况下，进气歧管内负压大，炭罐电磁阀很容易达到最大流量;而大负荷工况下，进气歧管内负压小，炭罐电磁阀即使全开流量也很小。要解决这个矛盾最好的办法就是限制炭罐电磁阀的最大流量并提高在大负荷工况下的流量。本文通过优化炭罐电磁阀的结构，使其流量特性尽量满足以上要求。

1  炭罐电磁阀简介

1.1 结构及工作原理

炭罐电磁阀是利用励磁线圈产生磁场的原理设计的，为常闭式电磁阀。ECU通过占空比控制其开度来调节流量。炭罐端口与大气连通，气流依靠发动机端口的负压，将炭罐中储存的燃油蒸汽吸入发动机气缸内燃烧掉，从而实现对炭罐的清洗。……