高压油泵针阀落座敲击预测方法、装置、电子设备及介质与流程

1.本发明实施例涉及汽车nvh技术领域，尤其涉及一种高压油泵针阀落座敲击预测方法、装置、电子设备及介质。


背景技术：

2.目前，传统汽油机燃油供给系统主要包含低压油泵、进油管、油轨、喷油器等零部件。在全球能源危机和环境污染等大背景下，各国政府正在推进日益严苛的油耗和排放法规，汽油机缸内直喷(gasoline direct injection，简称gdi)技术以其在燃油经济性和排放等方面的优势迅速占领市场，gdi汽油机通常采用高压燃油供给系统，需要在低压油泵和进油管之间增加高压油泵，用以提供更高的喷油压力(最高可达50mpa以上)，使汽油机可以在压缩行程即将结束时，通过喷油器以更高的压力喷射，汽油与空气在涡流运动的作用下充分混合，达到更好的雾化效果，从而改善汽油机的燃油经济性。尤其是在双碳政策背景下，混合动力发动机的燃油供给压力越来越高，该技术成为高性能发动机的标配。
3.然而，虽然超高压直喷技术给燃油经济性和燃烧稳定性带来了诸多益处，但高压油泵工作过程中因电磁阀间歇性开启和关闭，会导致针阀和阀座之间出现间歇性撞击，两者敲击的激励力会作用在缸盖上，增大振动噪声风险，且该敲击噪声极易被顾客识别到，严重影响顾客驾乘体验。而随着整车市场竞争加剧，整车项目开发周期越来越短，因此，如何在项目前期开发中，快速精准地预测高压油泵针阀落座的敲击问题，以规避振动噪声，是本发明亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种高压油泵针阀落座敲击预测方法、装置、电子设备及介质，以在项目前期开发中，能够快速预测出设计的高压油泵是否存在针阀落座的敲击异响问题。
5.本发明实施例第一方面提供了一种高压油泵针阀落座敲击预测方法，所述方法包括：
6.建立待分析高压油泵的柔性体模型，在所述柔性体模型中对第一针阀和第一阀座之间的接触面进行有限元网格划分，在所述第一针阀和所述第一阀座之间建立运动耦合单元，所述运动耦合单元包括主节点和多个从节点；
7.根据发动机转速和所述待分析高压油泵的泵油相位，建立电磁阀模型，通过所述电磁阀模型模拟所述电磁阀模型中第二针阀和第二阀座之间的敲击过程；
8.根据所述待分析高压油泵的凸轮型线和柱塞结构，建立柱塞模型；
9.根据所述待分析高压油泵的出油阀结构，建立出油阀模型；
10.根据所述待分析高压油泵的结构，装配所述柱塞模型和所述出油阀模型，根据所述待分析高压油泵的预设工况，确定所述第二针阀和所述第二阀座在所述敲击过程中产生的落座力；
11.将所述落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果；
12.根据所述响应结果，确定所述待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果。
13.可选的，所述响应结果至少包括：敲击功率和辐射声功率；所述确定所述待分析高压油泵的响应结果，包括：
14.根据所述落座力和针阀落座速度，确定所述待分析高压油泵撞击时刻的敲击功率；
15.以所述落座力作为激励力，确定所述待分析高压油泵的辐射声功率。
16.可选的，所述根据所述响应结果，确定所述待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果，包括：
17.在所述敲击功率大于第一临界值和/或所述辐射声功率大于第二临界值的情况下，确定所述待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果为：所述待分析高压油泵存在敲击异响和噪声风险。
18.可选的，所述主节点建立在所述第一针阀和所述第一阀座的接触点上，所述从节点为所述接触面上除所述接触点之外的不少于第一数值的网格节点。
19.可选的，在所述建立待分析高压油泵的柔性体模型之后，所述方法还包括：
20.对所述柔性体模型进行结构缩减，保留所述主节点的法相自由度，以及保留所述多个从节点中泵体外表面顶部、侧面圆柱面上不少于第二数值的子从节点的法相自由度，得到包括运动耦合子单元的子模型；
21.所述将所述落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果，包括：
22.将所述落座力加载到所述子模型的主节点上，通过所述运动耦合子单元将所述落座力分配到所述子从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果。
23.可选的，所述泵油相位包括：电磁阀开启相位和电磁阀单次持续时间相位；所述根据发动机转速和所述待分析高压油泵的泵油相位，建立电磁阀模型，包括：
24.根据所述发动机转速和单工作循环泵油次数，确定所述电磁阀模型的开启频率；
25.根据所述待分析高压油泵中的电磁阀开启相位设计值和电磁阀单次持续时间相位设计值，设定所述电磁阀模型的电磁阀开启相位和单次开始持续时间相位；
26.根据所述电磁阀模型的开启频率、电磁阀开启相位和单次开始持续时间相位，建立所述电磁阀模型。
27.可选的，所述电磁阀模型中至少包括所述第二针阀和回位弹簧，所述回位弹簧一端作用在所述第二针阀，另一端作用在所述第二阀座，所述回位弹簧的弹簧刚度和弹簧预紧力均为所述待分析高压油泵的设计值，所述电磁阀模型保留所述第二针阀与泵体的相对自由度。
28.可选的，所述根据所述待分析高压油泵的凸轮型线和柱塞结构，建立柱塞模型，包括：
29.创建凸轮轴添加转速驱动，确定所述凸轮轴的凸轮轴转速；
30.根据所述待分析高压油泵的凸轮型线设计值确定柱塞的位移曲线，所述柱塞的位移曲线是随所述待分析高压油泵的凸轮转角变化的位移曲线；
31.根据所述凸轮轴转速、所述柱塞的位移曲线以及所述待分析高压油泵的柱塞结构，构建所述柱塞模型。
32.可选的，在所述柱塞模型中，所述柱塞的质量和直径为所述待分析高压油泵的设计值，所述柱塞的有效长度按照所述待分析高压油泵中柱塞运动自由度方向的最大位移量计算，所述柱塞和泵体之间具有沿柱塞轴向的平动自由度。
33.可选的，所述第二针阀的质量为所述待分析高压油泵中的针阀质量设计值，所述第二针阀的有效长度按照所述待分析高压油泵中针阀运动自由度方向的最大位移量设定，所述第二针阀和所述第二阀座接触部位的节流孔保留所述待分析高压油泵中的流通截面参数。
34.可选的，在所述柱塞模型中，所述柱塞和所述泵体围成的液压腔体的最小体积以及所述液压腔体的内部压力初始值根据所述待分析高压油泵的设计值设定，所述柱塞模型的液压腔体与所述电磁阀模型的液压腔体通过所述节流孔连通，保留所述柱塞与所述液压腔体的壁面之间的接触刚度。
35.可选的，所述根据所述待分析高压油泵的出油阀结构，建立出油阀模型，包括：
36.根据所述待分析高压油泵的出油阀小球的质量设计值、直径设计值，所述待分析高压油泵的出油阀弹簧的弹簧刚度设计值、弹簧预紧力设计值，以及所述待分析高压油泵的出油口阀座的出口孔直径设计值、孔延伸角度设计值，建立所述出油阀模型；
37.其中，在所述出油阀模型中，所述出油阀小球和所述出油口阀座的接触刚度按有限元模型标定刚度设定。
38.可选的，所述根据所述待分析高压油泵的结构，装配所述柱塞模型和所述出油阀模型，根据所述待分析高压油泵的预设工况，确定所述第二针阀和所述第二阀座在所述敲击过程中产生的落座力，包括：
39.根据所述待分析高压油泵的结构，装配所述柱塞模型和所述出油阀模型，设定接触参数，所述接触参数至少包括：接触刚度、所述出油阀的相关参数；
40.根据所述待分析高压油泵的预设工况，确定在所述凸轮轴的不同凸轮轴转速下，所述第二针阀和所述第二阀座在所述敲击过程中产生的落座力。
41.可选的，所述将所述落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果，包括：
42.在所述凸轮轴的不同凸轮轴转速下，将所述不同凸轮轴转速下各自对应的落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述不同凸轮轴转速下对应的响应结果；
43.根据所述不同凸轮轴转速下的响应结果，确定所述待分析高压油泵的响应结果。
44.本发明实施例第二方面提供了一种高压油泵针阀落座敲击预测装置，所述装置包括：
45.第一模型建立模块，用于建立待分析高压油泵的柔性体模型，在所述柔性体模型中对第一针阀和第一阀座之间的接触面进行有限元网格划分，在所述第一针阀和所述第一阀座之间建立运动耦合单元，所述运动耦合单元包括主节点和多个从节点；
46.第二模型建立模块，用于根据发动机转速和所述待分析高压油泵的泵油相位，建立电磁阀模型，通过所述电磁阀模型模拟所述电磁阀模型中第二针阀和第二阀座之间的敲
击过程；
47.第三模型建立模块，用于根据所述待分析高压油泵的凸轮型线和柱塞结构，建立柱塞模型；
48.第四模型建立模块，用于根据所述待分析高压油泵的出油阀结构，建立出油阀模型；
49.落座力确定模块，用于根据所述待分析高压油泵的结构，装配所述柱塞模型和所述出油阀模型，根据所述待分析高压油泵的预设工况，确定所述第二针阀和所述第二阀座在所述敲击过程中产生的落座力；
50.响应结果确定模块，用于将所述落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果；
51.预测结果确定模块，用于根据所述响应结果，确定所述待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果。
52.可选的，所述响应结果至少包括：敲击功率和辐射声功率；所述响应结果确定模块，包括：
53.第一功率确定子模块，用于根据所述落座力和针阀落座速度，确定所述待分析高压油泵撞击时刻的敲击功率；
54.第二功率确定子模块，用于以所述落座力作为激励力，确定所述待分析高压油泵的辐射声功率。
55.可选的，所述预测结果确定模块，包括：
56.预测结果确定子模块，用于在所述敲击功率大于第一临界值和/或所述辐射声功率大于第二临界值的情况下，确定所述待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果为：所述待分析高压油泵存在敲击异响和噪声风险。
57.可选的，所述主节点建立在所述第一针阀和所述第一阀座的接触点上，所述从节点为所述接触面上除所述接触点之外的不少于第一数值的网格节点。
58.可选的，所述装置还包括：
59.模型缩减模块，用于在所述建立待分析高压油泵的柔性体模型之后，对所述柔性体模型进行结构缩减，保留所述主节点的法相自由度，以及保留所述多个从节点中泵体外表面顶部、侧面圆柱面上不少于第二数值的子从节点的法相自由度，得到包括运动耦合子单元的子模型；
60.所述响应结果确定模块，包括：
61.第一响应结果确定子模块，用于将所述落座力加载到所述子模型的主节点上，通过所述运动耦合子单元将所述落座力分配到所述子从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果。
62.可选的，所述泵油相位包括：电磁阀开启相位和电磁阀单次持续时间相位；所述第二模型建立模块，包括：
63.频率确定子模块，用于根据所述发动机转速和单工作循环泵油次数，确定所述电磁阀模型的开启频率；
64.相位设计子模块，用于根据所述待分析高压油泵中的电磁阀开启相位设计值和电
磁阀单次持续时间相位设计值，设定所述电磁阀模型的电磁阀开启相位和单次开始持续时间相位；
65.第二模型建立子模块，用于根据所述电磁阀模型的开启频率、电磁阀开启相位和单次开始持续时间相位，建立所述电磁阀模型。
66.可选的，所述电磁阀模型中至少包括所述第二针阀和回位弹簧，所述回位弹簧一端作用在所述第二针阀，另一端作用在所述第二阀座，所述回位弹簧的弹簧刚度和弹簧预紧力均为所述待分析高压油泵的设计值，所述电磁阀模型保留所述第二针阀与泵体的相对自由度。
67.可选的，所述第三模型建立模块，包括：
68.转速确定子模块，用于创建凸轮轴添加转速驱动，确定所述凸轮轴的凸轮轴转速；
69.曲线确定子模块，用于根据所述待分析高压油泵的凸轮型线设计值确定柱塞的位移曲线，所述柱塞的位移曲线是随所述待分析高压油泵的凸轮转角变化的位移曲线；
70.第三模型建立子模块，用于根据所述凸轮轴转速、所述柱塞的位移曲线以及所述待分析高压油泵的柱塞结构，构建所述柱塞模型。
71.可选的，在所述柱塞模型中，所述柱塞的质量和直径为所述待分析高压油泵的设计值，所述柱塞的有效长度按照所述待分析高压油泵中柱塞运动自由度方向的最大位移量计算，所述柱塞和泵体之间具有沿柱塞轴向的平动自由度。
72.可选的，所述第二针阀的质量为所述待分析高压油泵中的针阀质量设计值，所述第二针阀的有效长度按照所述待分析高压油泵中针阀运动自由度方向的最大位移量设定，所述第二针阀和所述第二阀座接触部位的节流孔保留所述待分析高压油泵中的流通截面参数。
73.可选的，在所述柱塞模型中，所述柱塞和所述泵体围成的液压腔体的最小体积以及所述液压腔体的内部压力初始值根据所述待分析高压油泵的设计值设定，所述柱塞模型的液压腔体与所述电磁阀模型的液压腔体通过所述节流孔连通，保留所述柱塞与所述液压腔体的壁面之间的接触刚度。
74.可选的，所述第四模型建立模块，包括：
75.第四模型建立子模块，用于根据所述待分析高压油泵的出油阀小球的质量设计值、直径设计值，所述待分析高压油泵的出油阀弹簧的弹簧刚度设计值、弹簧预紧力设计值，以及所述待分析高压油泵的出油口阀座的出口孔直径设计值、孔延伸角度设计值，建立所述出油阀模型；
76.其中，在所述出油阀模型中，所述出油阀小球和所述出油口阀座的接触刚度按有限元模型标定刚度设定。
77.可选的，所述落座力确定模块，包括：
78.参数确定子模块，用于根据所述待分析高压油泵的结构，装配所述柱塞模型和所述出油阀模型，设定接触参数，所述接触参数至少包括：接触刚度、所述出油阀的相关参数；
79.落座力确定子模块，用于根据所述待分析高压油泵的预设工况，确定在所述凸轮轴的不同凸轮轴转速下，所述第二针阀和所述第二阀座在所述敲击过程中产生的落座力。
80.可选的，所述响应结果确定模块，包括：
81.第二响应结果确定子模块，用于在所述凸轮轴的不同凸轮轴转速下，将所述不同
凸轮轴转速下各自对应的落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述不同凸轮轴转速下对应的响应结果；
82.第三响应结果确定子模块，用于根据所述不同凸轮轴转速下的响应结果，确定所述待分析高压油泵的响应结果。
83.本发明实施例第三方面提供了一种电子设备，所述电子设备包括：包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被该处理器执行时实现如本发明实施例第一方面的高压油泵针阀落座敲击预测方法。
84.本发明实施例第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面的高压油泵针阀落座敲击预测方法。
85.通过本发明实施例提供的高压油泵针阀落座敲击预测方法，首先，建立待分析高压油泵的柔性体模型，对柔性体模型中的第一针阀和第一阀座之间的接触面进行有限元网格划分，在第一针阀和第一阀座之间建立包括主节点和多个从节点的运动耦合单元；接着，根据发动机转速和待分析高压油泵的泵油相位，建立电磁阀模型，通过电磁阀模型模拟电磁阀模型中第二针阀和第二阀座之间的敲击过程；其次，根据待分析高压油泵的凸轮型线和柱塞结构，建立柱塞模型，以及，根据待分析高压油泵的出油阀结构，建立出油阀模型；然后，根据待分析高压油泵的结构，装配柱塞模型和出油阀模型，根据预设工况，确定第二针阀和第二阀座在敲击过程中产生的落座力；最后，将落座力加载到主节点上，通过运动耦合单元将落座力分配到各从节点上，确定待分析高压油泵的响应结果，从而根据响应结果，得到待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果。在本实施例中，针对待分析高压油泵，即项目前期开发设计出的高压油泵，可以通过对待分析高压油泵进行有限元网格划分，在第一针阀和第一阀座之间设置包括主从节点的运动耦合单元，建立柔性体模型，以便考虑待分析高压油泵泵体结构在针阀落座过程中的弹性形变，以及，根据待分析高压油泵的各项设计参数分别建立电磁阀模型、柱塞模型和出油阀模型，并根据待分析高压油泵的结构进行模型装配，从而根据预设工况快速准确的计算出高压油泵针阀阀座之间的落座力，以将落座力加载到待分析高压油泵柔性体模型的泵体阀座处(即运动耦合单元上)，快速精准的得到针阀落座敲击异响预测效果，以在产品设计开发阶段预测分析高压油泵针阀落座敲击异响和噪声风险，以便优化设计，消除项目开发中、后期噪声风险难以控制的问题，最终降低产品敲击异响和噪声风险，提升顾客驾乘体验。
附图说明
86.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
87.图1是相关技术中示出的一种高压燃油供给系统的噪声原理图；
88.图2是本发明一个实施例示出的一种高压油泵针阀落座敲击预测方法的流程图；
89.图3是本发明一个实施例提供的一种待分析高压油泵的结构示意图；
90.图4是本发明一个实施例示出的一种高压油泵针阀落座敲击预测方法的流程示意
图；
91.图5是本发明一实施例提供的高压油泵针阀落座敲击预测装置的结构框图；
92.图6是本发明一实施例示出的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
93.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
94.如前所述，高压燃油供给系统需要在低压油泵和进油管之间增加高压油泵，而高压油泵工作过程中因电磁阀间歇性开启和关闭，会导致针阀和阀座之间出现间歇性撞击，两者敲击的激励力会作用在缸盖上，增大振动噪声风险，且该敲击噪声极易被顾客识别到，严重影响顾客驾乘体验。如图1所示，图1是相关技术中示出的一种高压燃油供给系统的噪声原理图。从图1中可以看出，高压油泵、油管、高压油轨、燃油喷油器等零部件直接或间接通过安装座向缸体、缸盖传递振动激励并产生间接噪声，这些都将影响产品的nvh(noise、vibration、harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能。因此，随着整车市场竞争加剧，整车项目开发周期越来越短，目前急需开发一种精准、快捷的针阀落座敲击预测方法，用于快速预测高压油泵针阀落座的敲击问题，以规避振动噪声问题，实现项目前期即对高压油泵的针阀落座进行优化设计，极大减少项目开发中、后期反复整改次数，减少人力、物力以及时间成本的消耗。
95.因此，为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本发明实施例提出了一种高压油泵针阀落座敲击预测方法，以在高压油泵产品设计阶段快速准确的计算出待分析高压油泵针阀和阀座之间的落座力，并将落座力加载到根据待分析高压油泵建立的柔性体模型的阀座处运动耦合单元的主节点上，进而对高压油泵针阀敲击异响进行预测，即在产品设计开发阶段即可预测高压油泵针阀阀座的敲击和噪声风险，以便提前对设计方案进行优化，有效避免了产品后期的整改风险，缩短了开发周期，降低了开发成本，在汽车nvh技术领域具有推广应用价值。
96.参考图2，图2是本发明一个实施例示出的一种高压油泵针阀落座敲击预测方法的流程图。如图2所示，本实施例的高压油泵针阀落座敲击预测方法适用于汽油机高压油泵针阀敲击异响的预测，可以包括以下步骤：
97.步骤s1：建立待分析高压油泵的柔性体模型，在所述柔性体模型中对第一针阀和第一阀座之间的接触面进行有限元网格划分，在所述第一针阀和所述第一阀座之间建立运动耦合单元，所述运动耦合单元包括主节点和多个从节点。
98.本实施例中，待分析高压油泵为设计出来的还未进行产品实体化的高压油泵，如可以是整车项目前期设计出的高压油泵，也可以是产品设计开发阶段所设计的待分析高压油泵，等等。该待分析高压油泵具有各种设计值，如凸轮型线设计值、泵油相位设计值、各结构参数设计值等等。在本实施例中，可以是针对待分析高压油泵，获取待分析高压油泵的三维几何模型，并对待分析高压油泵泵体进行有限元网格划分，即采用有限元建模方法进行待分析高压油泵柔性体模型的建模，以便考虑泵体结构在针阀落座过程中的弹性变形。
99.其中，柔性体模型中的第一针阀和第一阀座具有接触关系的泵体结构表面需要细化有限元网格，即在柔性体模型中，对第一针阀和第一阀座之间的接触面进行有限元网格划分，得到多个网格节点，从而根据网格节点在第一针阀和第一阀座之间建立运动耦合单元，运动耦合单元包括主节点和多个从节点。本实施例中的第一针阀为柔性体模型中的针阀，第一阀座为柔性体模型中的阀座，第一针阀和第一阀座分别对应待分析高压油泵的针阀和阀座，第一针阀和第一阀座用于在柔性体模型中模拟待分析高压油泵中的针阀和阀座。本实施例通过建立运动耦合单元可以更加均匀地将落座力加载到丛节点上面。
100.结合以上实施例，在一种实施方式中，所述主节点建立在所述第一针阀和所述第一阀座的接触点上，所述从节点为所述接触面上除所述接触点之外的不少于第一数值的网格节点。
101.本实施例中，运动耦合单元的主节点建立在第一针阀和第一阀座的接触点上，运动耦合单元的丛节点为接触面上除接触点之外的不少于第一数值的网格节点。其中，第一数值为根据人工经验设置的丛节点的数量临界值，如果抓取少于第一数值的网格节点则在后续将落座力加载到运动耦合单元时会导致网格的压溃，导致计算失真，因此，本实施例中是在进行有限元网格划分得到的多个网格节点中抓取不少于第一数值的网格节点作为丛节点。需要说明的是，本实施例对第一数值的具体数值不作任何具体限制，如第一数值可以为16。
102.结合以上实施例，在一种实施方式中，在建立的柔性体模型中，高压油泵泵体的质量、质心位置、转动惯量和误差值需要保持在预设数值以内，该预设数值可以根据项目需求自由设定，如可以是基于实现对标得到，如预设数值为2％，本实施例对预设数值的具体值不作限定。
103.步骤s2：根据发动机转速和所述待分析高压油泵的泵油相位，建立电磁阀模型，通过所述电磁阀模型模拟所述电磁阀模型中第二针阀和第二阀座之间的敲击过程。
104.本实施例中，可以根据发动机转速和待分析高压油泵的泵油相位设计值，建立电磁阀模型，从而通过建立的电磁阀模型来模拟电磁阀模型中第二针阀和第二阀座之间的敲击过程。其中，第二针阀为电磁阀模型中的针阀，第二阀座为电磁阀模型中的阀座，其中，第二针阀和第二阀座分别对应待分析高压油泵的针阀和阀座，第二针阀和第二阀座是在电磁阀模型中对待分析高压油泵中的针阀和阀座进行模拟。由于针阀落座涉及到电磁阀的开闭，因此，通过建立电磁阀模型可以在预设参数(即发动机转速和待分析高压油泵的泵油相位设计值)的作用下按照待分析高压油泵的泵油相位开闭第二针阀，使得第二针阀按照电磁阀开启频率去与第二阀座进行撞击产生落座力，从而模拟电磁阀模型中第二针阀和第二阀座之间的敲击过程，也就是模拟待分析高压油泵中针阀和阀座之间的敲击过程。
105.步骤s3：根据所述待分析高压油泵的凸轮型线和柱塞结构，建立柱塞模型。
106.本实施例中，可以根据待分析高压油泵的凸轮型线设计值以及待分析高压油泵的柱塞结构，建立柱塞模型，以对应构建各体单元之间(如柱塞、液压腔体壁面)的接触刚度和作用力元。
107.步骤s4：根据所述待分析高压油泵的出油阀结构，建立出油阀模型。
108.本实施例中，还需要根据待分析高压油泵中出油阀结构的各设计值，建立出油阀模型，且在建立出油阀模型时，主要需要考虑出出油阀小球、出油阀弹簧、高压油泵泵体出
油口阀座之间的相互作用力。
109.步骤s5：根据所述待分析高压油泵的结构，装配所述柱塞模型和所述出油阀模型，根据所述待分析高压油泵的预设工况，确定所述第二针阀和所述第二阀座在所述敲击过程中产生的落座力。
110.本实施例中，在根据待分析高压油泵建立好电磁阀模型、柱塞模型以及出油阀模型之后，可以根据待分析高压油泵的结构，装配电磁阀模型、柱塞模型和出油阀模型。如图3所示，图3是本发明一个实施例提供的一种待分析高压油泵的结构示意图。本实施例例如可以是根据图3所示的待分析高压油泵的结构，装配电磁阀模型、柱塞模型和出油阀模型。以及在模型装配好之后，可以根据待分析高压油泵的预设工况，在电磁阀模型中模拟出第二针阀和第二阀座之间的敲击过程，计算出预设工况下第二针阀和第二阀座在敲击过程中的动态响应，即确定两者敲击过程中产生的落座力，也就是计算出待分析高压油泵在预设工况下，待分析高压油泵中针阀和阀座在敲击过程中产生的落座力。其中，本实施例的落座力为针阀与阀座之间的作用力，预设工况为预先设定的待分析高压油泵的各种工作状态。
111.在本实施例中，可以是先执行上述步骤s1再执行上述步骤s2至s5，可以是先执行上述步骤s2至s5再执行上述步骤s1，还可以是上述步骤s1，s2至s5同时执行，本实施例对此不作任何限制。
112.s6：将所述落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果。
113.本实施例中，在得到预设工况下第二针阀与第二阀座(即模拟的待分析高压油泵的针阀与阀座)之间的落座力之后，可以将计算出来的落座力的频域结果加载到柔性体模型的主节点上，通过运动耦合单元将该落座力分配到多个从节点上，从而在柔性体模型中求解得到表征待分析高压油泵的响应结果。
114.在本实施例中，虽然第一针阀、第一阀座以及第二针阀、第二阀座是不同模型中的针阀、阀座，但其均对应的是同一个物理量，那就是均对应待分析高压油泵的针阀和阀座，因此将确定出的第二针阀和第二阀座之间的落座力加载到柔性体模型中第一针阀和第一阀座之间的主节点上，可以得到待分析高压油泵在预设工况下的响应结果，实现待分析高压油泵响应结果的精准预测。
115.s7：根据所述响应结果，确定所述待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果。
116.本实施例中，在得到待分析高压油泵的响应结果之后，即可以根据该响应结果评估出该待分析高压油泵的敲击异响及噪声风险，确定待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果，该预测结果可以表征是否需要重新优化设计待分析高压油泵。
117.在本实施例中，为了在项目开发前期快速准确预测出高压油泵针阀落座的敲击异响结果，根据待分析高压油泵建立了包括运动耦合单元的柔性体模型，以及根据待分析高压油泵的各设计参数建立电磁阀模型、柱塞模型以及出油阀模型，并根据待分析高压油泵结构进行模型装配，确定出预设工况下待分析高压油泵针阀阀座之间的落座力，从而将落座力加载到运动耦合单元上确定待分析高压油泵的响应结果并进行针阀落座敲击异响的预测。如此，不仅能够快速预测高压油泵针阀落座的敲击问题，还能实现项目前期即对高压油泵的针阀落座进行优化设计，极大减少项目开发中、后期反复整改次数，减少人力、物力以及时间成本的消耗，最终降低产品敲击异响和噪声风险，提升顾客驾乘体验。
118.结合以上实施例，在一种实施方式中，本发明实施例还提供了一种高压油泵针阀落座敲击预测方法。在该方法中，所述响应结果至少包括：敲击功率和辐射声功率；上述步骤s6中的“确定所述待分析高压油泵的响应结果”具体可以包括步骤s61和步骤s62：
119.步骤s61：根据所述落座力和针阀落座速度，确定所述待分析高压油泵撞击时刻的敲击功率。
120.本实施例中，可以将求解的落座力加载到柔性体模型的主节点上，并通过运动耦合单元将落座力分配到从节点上，以求解待分析高压油泵泵体的振动、噪声结果，即待分析高压油泵泵体的响应结果。其中，本实施例中的响应结果至少包括：敲击功率和辐射声功率。
121.其中，可以是根据确定的落座力(即针阀落座撞击力)和针阀落座速度确定待分析高压油泵针阀撞击时刻的敲击功率；具体地，敲击功率可以等于针阀落座撞击力乘以针阀落座速度。
122.步骤s62：以所述落座力作为激励力，确定所述待分析高压油泵的辐射声功率。
123.本实施例中，求解得到落座力后，还可以以该落座力作为激励力，确定出待分析高压油泵的辐射声功率。
124.在本实施例中，考验通过落座力求解得到待分析高压油泵泵体的敲击功率和辐射声功率，从而根据敲击功率和辐射声功率分析出待分析高压油泵的敲击异响、噪声风险，以进行项目开发前期的高压油泵针阀落座敲击异响的预测。
125.结合以上实施例，在一种实施方式中，本发明实施例还提供了一种高压油泵针阀落座敲击预测方法。在该方法中，上述步骤s7具体可以包括步骤s71：
126.步骤s71：在所述敲击功率大于第一临界值和/或所述辐射声功率大于第二临界值的情况下，确定所述待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果为：所述待分析高压油泵存在敲击异响和噪声风险。
127.本实施例中，可以根据待分析高压油泵泵体的敲击功率评价待分析高压油泵的敲击水平，根据待分析高压油泵泵体的辐射声功率评价待分析高压油泵的噪声水平。本实施例预先设置有第一临界值和第二临界值，其中，第一临界值为根据项目需求设定的敲击功率的最大临界值，第二临界值为根据项目需求设定的辐射声功率的最大临界值。
128.本实施例在根据响应结果确定出敲击功率大于第一临界值和/或辐射声功率大于第二临界值的情况下，确定待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果为：待分析高压油泵存在敲击异响和噪声风险，也即该机型的待分析高压油泵的设计方案需要优化。可以理解的是，本实施例在根据响应结果确定不属于：敲击功率大于第一临界值和/或辐射声功率大于第二临界值，的情况下，确定待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果为：待分析高压油泵不存在敲击异响和噪声风险，也即该机型的待分析高压油泵的设计方案不需要优化。
129.进一步地，还可以是，在确定出敲击功率大于第一临界值或辐射声功率大于第二临界值的情况下，进行成本和/或项目进度的评估，根据评估结果，确定待分析高压油泵是否存在敲击异响和噪声风险。在本实施例中，在确定出待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果为：待分析高压油泵存在敲击异响和噪声风险的情况下，需要进行高压油泵设计方案的重新优化；在确定出待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果为：待分析高
压油泵不存在敲击异响和噪声风险的情况下，不需要进行高压油泵设计方案的重新优化。需要说明的是，本实施例的预测结果为：待分析高压油泵不存在敲击异响和噪声风险，指的是不存在敲击异响和噪声“风险”，可以不进行重新优化，而不是指的是“不存在敲击异响和噪声”。
130.在本实施例中，有效判断待分析高压油泵的敲击功率和辐射声功率，并分析敲击功率和辐射声功率是否超过目标值，进而对高压油泵针阀敲击异响进行预测，从而优化设计，有效规避敲击问题。通过实际发动机项目验证，经本发明预测方法进行分析优化后，高压油泵的敲击功率降低了80％，辐射声功率降低3.2db(a)，大大降低了产品的敲击异响、噪声风险。
131.结合以上实施例，在一种实施方式中，本发明实施例还提供了一种高压油泵针阀落座敲击预测方法。在该方法中，在上述步骤s1之后，还可以包括步骤s1.5，且上述步骤s6具体可以包括步骤s61：
132.s1.5：对所述柔性体模型进行结构缩减，保留所述主节点的法相自由度，以及保留所述多个从节点中泵体外表面顶部、侧面圆柱面上不少于第二数值的子从节点的法相自由度，得到包括运动耦合子单元的子模型。
133.本实施例中，在建立了待分析高压油泵的柔性体模型之后，可以对柔性体模型进行结构缩减，获取表征待分析高压油泵泵体结构固有特征的质量矩阵和刚度矩阵，以期获得精准的预测结果。由于辐射声音就是法相自由度往外振动，推动空气导致发声。因此本实施例在进行结构缩减时，需要保留接触面运动耦合单元的主节点的法相自由度，保留多个从节点中泵体外表面顶部、侧面圆柱面上不少于第二数值的子从节点的法相自由度，包括运动耦合子单元的子模型。其中，第二数值可以根据人工经验自由设定，如可以为3，本实施例对此不作任何限制。
134.步骤s61：将所述落座力加载到所述子模型的主节点上，通过所述运动耦合子单元将所述落座力分配到所述子从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果。
135.本实施例中，在进行柔性体模型结构缩减后得到包括运动耦合子单元的子模型后，是将确定出的落座力加载到子模型的主节点上，并通过运动耦合子单元将落座力分配到自从节点上，从而确定出待分析高压油泵的响应结果。
136.在本实施例中，对柔性体模型进行结构缩减，既可以将复杂模型压缩为有限自由度(法相自由度)的、表征待分析高压油泵泵体结构固有特征的质量矩阵及刚度矩阵，以期获得精准的预测结果，保证后续的落座力的计算不失真，又可以节约计算资源。
137.结合以上实施例，在一种实施方式中，本发明实施例还提供了一种高压油泵针阀落座敲击预测方法。在该方法中，所述泵油相位包括：电磁阀开启相位和电磁阀单次持续时间相位；上述步骤s2中的“根据发动机转速和所述待分析高压油泵的泵油相位，建立电磁阀模型”可以具体包括步骤s21至步骤s23：
138.步骤s21：根据所述发动机转速和单工作循环泵油次数，确定所述电磁阀模型的开启频率。
139.本实施例中，可以根据发动机转速和单工作循环泵油次数，确定电磁阀模型的开启频率；具体的，电磁阀模型的开启频率可以是：发动机转速/60*单工作循环泵油次数，例如，常见汽油机怠速取600rpm，单工作循环泵油次数2次，则该转速下电磁阀模型的开启频
率可以设定为600/60*2＝20hz。
140.步骤s22：根据所述待分析高压油泵中的电磁阀开启相位设计值和电磁阀单次持续时间相位设计值，设定所述电磁阀模型的电磁阀开启相位和单次开始持续时间相位。
141.本实施例中，待分析高压油泵的泵油相位包括：待分析高压油泵的电磁阀开启相位和待分析高压油泵的电磁阀单次持续时间相位。其中，电磁阀开启相位为开启电磁阀时的电磁波相位，电磁阀单次持续时间相位为开启电磁阀的持续时间的电磁波相位。本实施例可以根据发动机泵油策略，预设保留电磁阀开关和保持时间相位。也就是说，本实施例可以根据待分析高压油泵中的电磁阀开启相位设计值和电磁阀单次持续时间相位设计值，设定电磁阀模型的电磁阀开启相位和单次开始持续时间相位。其中，设计值都是开发待分析高压油泵时的设计值，根据设计值在电磁阀模型中模拟出来，这些设计值也是之后重新调参的优化值。
142.步骤s23：根据所述电磁阀模型的开启频率、电磁阀开启相位和单次开始持续时间相位，建立所述电磁阀模型。
143.本实施例在确定出电磁阀模型的开启频率、电磁阀模型的电磁阀开启相位和电磁阀模型的单次开始持续时间相位之后，即可根据电磁阀模型的开启频率、电磁阀开启相位和单次开始持续时间相位，建立电磁阀模型。
144.结合以上实施例，在一种实施方式中，本发明实施例还提供了一种高压油泵针阀落座敲击预测方法。在该方法中，所述电磁阀模型中至少包括所述第二针阀和回位弹簧，所述回位弹簧一端作用在所述第二针阀，另一端作用在所述第二阀座，所述回位弹簧的弹簧刚度和弹簧预紧力均为所述待分析高压油泵的设计值，所述电磁阀模型保留所述第二针阀与泵体的相对自由度。
145.本实施例中，电磁阀模型至少包括第二阀座、第二针阀和回位弹簧，可以根据发动机泵油策略，保留第二针阀、回位弹簧等零件之间的作用力。其中，电磁阀模型中的回位弹簧可简化为1d弹簧，该回位弹簧一端作用在第二针阀的阀板上，另一端作用在泵体的第二阀座处，该回位弹簧的弹簧刚度为待分析高压油泵的电磁阀回位弹簧刚度设计值，该回位弹簧的弹簧预紧力为待分析高压油泵的电磁阀回位弹簧预紧力设计值。且在建立的电磁阀模型中，回位弹簧是推动第二针阀的，回位弹簧压缩的方向就是第二针阀运动的方向，回位弹簧跟第二针阀的运动方向是一致的。那么在回位弹簧连接时，电磁阀模型会保留回位弹簧与第二针阀以及与泵体的相对自由度，其中，泵体为非运动零部件，可抽象为固定约束，第二针阀相对泵体具有轴向自由度。
146.结合以上实施例，在一实施例中，本发明实施例还提供了一种高压油泵针阀落座敲击预测方法。在该方法中，第二针阀的质量为待分析高压油泵中的针阀质量设计值，第二针阀的有效长度按照待分析高压油泵中针阀运动自由度方向的最大位移量设定，第二针阀和第二阀座接触部位的节流孔保留待分析高压油泵中的流通截面参数(如直径等几何特征)，并尽可能保留节流孔截面的几何特征。其中，在一实施例中，在流通截面参数无法保留时可采用等效截面积计算，例如节流孔不是规则形状的话，那就用等效截面积计算。
147.在本实施例中，在电磁阀模型中相对于等效截面方法，保留节流孔截面几何特征的建模方式更能保证计算结果的准确性
148.结合以上实施例，在一种实施方式中，本发明实施例还提供了一种高压油泵针阀
落座敲击预测方法。在该方法中，上述步骤s3可以包括步骤s31至步骤s33：
149.步骤s31：创建凸轮轴添加转速驱动，确定所述凸轮轴的凸轮轴转速。
150.本实施例中，可以在柱塞模型中创建凸轮轴添加转速驱动，以确定柱塞模型中凸轮轴的凸轮轴转速。
151.步骤s32：根据所述待分析高压油泵的凸轮型线设计值确定柱塞的位移曲线，所述柱塞的位移曲线是随所述待分析高压油泵的凸轮转角变化的位移曲线。
152.本实施例中，可以根据待分析高压油泵的凸轮型线的设计值确定柱塞模型中柱塞的位移曲线，其中，柱塞的位移曲线是随待分析高压油泵的凸轮转角变化的位移曲线。
153.步骤s33：根据所述凸轮轴转速、所述柱塞的位移曲线以及所述待分析高压油泵的柱塞结构，构建所述柱塞模型。
154.本实施例中，在确定出凸轮轴的凸轮轴转速和柱塞的位移曲线之后，即可根据凸轮轴转速、柱塞的位移曲线以及待分析高压油泵的柱塞结构，构建柱塞模型。
155.结合以上实施例，在一实施例中，在所述柱塞模型中，所述柱塞的质量和直径为所述待分析高压油泵的设计值，所述柱塞的有效长度按照所述待分析高压油泵中柱塞运动自由度方向的最大位移量计算，所述柱塞和泵体之间具有沿柱塞轴向的平动自由度。
156.结合以上实施例，在一实施例中，在所述柱塞模型中，所述柱塞和所述泵体围成的液压腔体的最小体积以及所述液压腔体的内部压力初始值根据所述待分析高压油泵的设计值设定，所述柱塞模型的液压腔体与所述电磁阀模型的液压腔体通过所述节流孔连通，保留所述柱塞与所述液压腔体的壁面之间的接触刚度。
157.本实施例中，在柱塞模型中，柱塞和泵体围成的液压腔体的容积的最小体积根据待分析高压油泵的柱塞液压腔体的设计值设定，而柱塞模型中液压腔体的内部压力初始值根据待分析高压油泵的柱塞液压腔体内部压力初始值的设计值设定。
158.柱塞模型中存在回位弹簧，柱塞模型的回位弹簧可以简化为1d弹簧，一端作用于柱塞，另一端作用在泵体基座处，柱塞模型的回位弹簧对柱塞起到回位作用，柱塞模型的回位弹簧的弹簧刚度为待分析高压油泵的设计值，弹簧预紧力也为待分析高压油泵的设计值。
159.在柱塞模型中，柱塞模型的液压腔体与上述电磁阀模型的液压腔体通过上述节流孔连通，同理，节流孔保留流通截面参数，尽可能保留节流孔截面的几何特征，无法保留时可采用等效截面积设定初始值，且在该柱塞模型中需保留柱塞与液压腔体的壁面之间的接触刚度。
160.其中，如图3所示，柱塞在高压油泵中的作用原理为：柱塞向下移动，左边与电磁阀连接的节流孔就会打开，油流出来，然后由于凸轮型线向上推动柱塞，节流孔就会闭合，而高压腔右边这个孔就会随着压力增大，在出油阀的弹簧刚度被压力抵消时，出油阀就会被打开，油就会出去。
161.结合以上实施例，在一种实施方式中，本发明实施例还提供了一种高压油泵针阀落座敲击预测方法。在该方法中，上述步骤s4具体可以包括步骤s41：
162.步骤s41：根据所述待分析高压油泵的出油阀小球的质量设计值、直径设计值，所述待分析高压油泵的出油阀弹簧的弹簧刚度设计值、弹簧预紧力设计值，以及所述待分析高压油泵的出油口阀座的出口孔直径设计值、孔延伸角度设计值，建立所述出油阀模型。
163.本实施例中，可以是根据待分析高压油泵的出油阀小球的质量设计值、直径设计值，待分析高压油泵的出油阀弹簧的弹簧刚度设计值、弹簧预紧力设计值，以及待分析高压油泵的出油口阀座的出口孔直径设计值、孔延伸角度设计值，建立出油阀模型。其中，出油阀小球一端和高压油泵泵体出油口阀座连接，出油阀小球一端作用在高压油泵出油口阀座，一端作用在出油阀弹簧。其中，出油阀弹簧简化为1d弹簧，出油阀弹簧的弹簧刚度和弹簧预紧力按待分析高压油泵的设计值设定，出油阀弹簧一端和出油阀小球连接，一端作用在泵体上，接触刚度按有限元模型标定刚度计算，并且在出油阀模型中，出油阀小球和出油口阀座的接触刚度按有限元模型标定刚度设定。
164.结合以上实施例，在一种实施方式中，本发明实施例还提供了一种高压油泵针阀落座敲击预测方法。在该方法中，上述步骤s5可以包括步骤s51和步骤s52：
165.步骤s51：根据所述待分析高压油泵的结构，装配所述柱塞模型和所述出油阀模型，设定接触参数，所述接触参数至少包括：接触刚度、所述出油阀的相关参数。
166.本实施例中，可以在根据待分析高压油泵的结构，装配柱塞模型和出油阀模型时，设定接触参数，其中接触参数至少包括：各零部件之间的接触刚度、出油阀的相关参数，如：出油阀小球和高压油泵出油口阀座的接触刚度、出油阀小球直径、质量、出油阀阀座的出口孔直径设计值、孔延伸角度等等。设定接触参数，从而可以根据预测结果在进行后续设计优化时进行接触参数的响应调参。
167.步骤s52：根据所述待分析高压油泵的预设工况，确定在所述凸轮轴的不同凸轮轴转速下，所述第二针阀和所述第二阀座在所述敲击过程中产生的落座力。
168.本实施例中，在模型装配时，柱塞模型和出油阀模型连接部分为泵体上局部管道，根据待分析高压油泵的预设工况，根据汽油机常用转速，按怠速、常用转速间隔50rpm设定转速，可以确定在凸轮轴的不同凸轮转速下，电磁阀模型中第二针阀和第二阀座在敲击过程中产生的落座力，也即快速求解得到不同凸轮转速下，待分析高压油泵电磁阀针阀和阀座之间的作用力。
169.结合以上实施例，在一种实施方式中，本发明实施例还提供了一种高压油泵针阀落座敲击预测方法。在该方法中，上述步骤s6具体可以包括步骤s61和步骤s62：
170.步骤s61：在所述凸轮轴的不同凸轮轴转速下，将所述不同凸轮轴转速下各自对应的落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述不同凸轮轴转速下对应的响应结果。
171.在本实施例中，在确定出不同凸轮轴转速下的电磁阀模型中第二针阀和第二阀座之间的落座力之后，可以将不同凸轮轴转速下各自对应的落座力加载到柔性体模型的主节点上，通过运动耦合单元将该落座力分配到对应的从节点上，确定得到不同凸轮轴转速下对应的响应结果。
172.进一步的，在以实施方式中，在进行柔性体模型结构缩减后，可以是将不同凸轮轴转速下各自对应的落座力加载到子模型的主节点上，通过运动耦合子单元将该落座力分配到对应的子从节点上，确定得到不同凸轮轴转速下对应的响应结果。
173.步骤s62：根据所述不同凸轮轴转速下的响应结果，确定所述待分析高压油泵的响应结果。
174.本实施例中，在得到待分析高压油泵在不同凸轮轴转速下的响应结果之后，可以
根据不同凸轮轴转速下的响应结果，确定出待分析高压油泵的响应结果。示例的，可以是根据各凸轮轴转速下的响应结果，综合处理得到待分析高压油泵的响应结果，例如是将各凸轮轴转速下的响应结果进行平均或加权平均等等；也可以是将不同凸轮轴转速下的响应结果中，响应结果的最小值或最大值作为待分析高压油泵的响应结果；还可以是根据项目需求，以目标转速下的响应结果作为待分析高压油泵的响应结果。本实施例对根据不同凸轮轴转速下的响应结果，确定待分析高压油泵的响应结果的具体方式不作限制。
175.在另一中实施例中，如图4所示，图4是本发明一个实施例示出的一种高压油泵针阀落座敲击预测方法的流程示意图。
176.在图4中，首先，建立高压油泵泵体柔性体模型，并对模型进行子结构缩减，获取表征高压油泵泵体结构固有特征的质量矩阵和刚度矩阵，以保留接触表面运动耦合单元主节点的法相自由度，保留泵体外表面顶部、侧面圆柱面不少于3个从节点的法相自由度；其次，根据发动机转速以及高压油泵泵油相位，建立电磁阀模型，电磁阀模型包含针阀、回位弹簧；根据发动机泵油策略，预设保留电磁阀开关和保持时间相位，保留针阀，回位弹簧等零件之间的作用力；接着，根据高压油泵凸轮型线和柱塞结构，建立柱塞模型，对应构建各体单元之间的接触刚度和作用力元；然后，根据出油阀结构，建立出油阀模型；接着，根据高压油泵结构，装配柱塞模型和出油阀模型，根据预设工况，求解各零件的动态响应(针阀阀座之间的落座力)；最后，提取针阀落座力，加载到高压油泵泵体阀座处(即运动耦合单元的主节点处，并通过运动耦合单元分配至丛节点)，根据泵体振动和噪声结果，评估高压油泵针阀敲击异响及噪声风险。
177.通过本实施例提供的高压油泵针阀落座敲击预测方法，可以有效判断高压油泵的敲击功率和辐射声功率，能在产品设计开发阶段即可预测敲击和噪声风险，提前对设计方案进行优化，有效避免了产品后期的整改风险，缩短了开发周期，降低了开发成本，在汽车nvh技术领域具有推广应用价值。
178.需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
179.基于同一发明构思，本发明一实施例提供了一种高压油泵针阀落座敲击预测装置500。参考图5，图5是本发明一实施例提供的高压油泵针阀落座敲击预测装置的结构框图。如图5所示，该装置500包括：
180.第一模型建立模块501，用于建立待分析高压油泵的柔性体模型，在所述柔性体模型中对第一针阀和第一阀座之间的接触面进行有限元网格划分，在所述第一针阀和所述第一阀座之间建立运动耦合单元，所述运动耦合单元包括主节点和多个从节点；
181.第二模型建立模块502，用于根据发动机转速和所述待分析高压油泵的泵油相位，建立电磁阀模型，通过所述电磁阀模型模拟所述电磁阀模型中第二针阀和第二阀座之间的敲击过程；
182.第三模型建立模块503，用于根据所述待分析高压油泵的凸轮型线和柱塞结构，建立柱塞模型；
183.第四模型建立模块504，用于根据所述待分析高压油泵的出油阀结构，建立出油阀模型；
184.落座力确定模块505，用于根据所述待分析高压油泵的结构，装配所述柱塞模型和所述出油阀模型，根据所述待分析高压油泵的预设工况，确定所述第二针阀和所述第二阀座在所述敲击过程中产生的落座力；
185.响应结果确定模块506，用于将所述落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果；
186.预测结果确定模块507，用于根据所述响应结果，确定所述待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果。
187.可选的，所述响应结果至少包括：敲击功率和辐射声功率；所述响应结果确定模块506，包括：
188.第一功率确定子模块，用于根据所述落座力和针阀落座速度，确定所述待分析高压油泵撞击时刻的敲击功率；
189.第二功率确定子模块，用于以所述落座力作为激励力，确定所述待分析高压油泵的辐射声功率。
190.可选的，所述预测结果确定模块507，包括：
191.预测结果确定子模块，用于在所述敲击功率大于第一临界值和/或所述辐射声功率大于第二临界值的情况下，确定所述待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果为：所述待分析高压油泵存在敲击异响和噪声风险。
192.可选的，所述主节点建立在所述第一针阀和所述第一阀座的接触点上，所述从节点为所述接触面上除所述接触点之外的不少于第一数值的网格节点。
193.可选的，所述装置500还包括：
194.模型缩减模块，用于在所述建立待分析高压油泵的柔性体模型之后，对所述柔性体模型进行结构缩减，保留所述主节点的法相自由度，以及保留所述多个从节点中泵体外表面顶部、侧面圆柱面上不少于第二数值的子从节点的法相自由度，得到包括运动耦合子单元的子模型；
195.所述响应结果确定模块506，包括：
196.第一响应结果确定子模块，用于将所述落座力加载到所述子模型的主节点上，通过所述运动耦合子单元将所述落座力分配到所述子从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果。
197.可选的，所述泵油相位包括：电磁阀开启相位和电磁阀单次持续时间相位；所述第二模型建立模块502，包括：
198.频率确定子模块，用于根据所述发动机转速和单工作循环泵油次数，确定所述电磁阀模型的开启频率；
199.相位设计子模块，用于根据所述待分析高压油泵中的电磁阀开启相位设计值和电磁阀单次持续时间相位设计值，设定所述电磁阀模型的电磁阀开启相位和单次开始持续时间相位；
200.第二模型建立子模块，用于根据所述电磁阀模型的开启频率、电磁阀开启相位和
单次开始持续时间相位，建立所述电磁阀模型。
201.可选的，所述电磁阀模型中至少包括所述第二针阀和回位弹簧，所述回位弹簧一端作用在所述第二针阀，另一端作用在所述第二阀座，所述回位弹簧的弹簧刚度和弹簧预紧力均为所述待分析高压油泵的设计值，所述电磁阀模型保留所述第二针阀与泵体的相对自由度。
202.可选的，所述第三模型建立模块503，包括：
203.转速确定子模块，用于创建凸轮轴添加转速驱动，确定所述凸轮轴的凸轮轴转速；
204.曲线确定子模块，用于根据所述待分析高压油泵的凸轮型线设计值确定柱塞的位移曲线，所述柱塞的位移曲线是随所述待分析高压油泵的凸轮转角变化的位移曲线；
205.第三模型建立子模块，用于根据所述凸轮轴转速、所述柱塞的位移曲线以及所述待分析高压油泵的柱塞结构，构建所述柱塞模型。
206.可选的，在所述柱塞模型中，所述柱塞的质量和直径为所述待分析高压油泵的设计值，所述柱塞的有效长度按照所述待分析高压油泵中柱塞运动自由度方向的最大位移量计算，所述柱塞和泵体之间具有沿柱塞轴向的平动自由度。
207.可选的，所述第二针阀的质量为所述待分析高压油泵中的针阀质量设计值，所述第二针阀的有效长度按照所述待分析高压油泵中针阀运动自由度方向的最大位移量设定，所述第二针阀和所述第二阀座接触部位的节流孔保留所述待分析高压油泵中的流通截面参数。
208.可选的，在所述柱塞模型中，所述柱塞和所述泵体围成的液压腔体的最小体积以及所述液压腔体的内部压力初始值根据所述待分析高压油泵的设计值设定，所述柱塞模型的液压腔体与所述电磁阀模型的液压腔体通过所述节流孔连通，保留所述柱塞与所述液压腔体的壁面之间的接触刚度。
209.可选的，所述第四模型建立模块504，包括：
210.第四模型建立子模块，用于根据所述待分析高压油泵的出油阀小球的质量设计值、直径设计值，所述待分析高压油泵的出油阀弹簧的弹簧刚度设计值、弹簧预紧力设计值，以及所述待分析高压油泵的出油口阀座的出口孔直径设计值、孔延伸角度设计值，建立所述出油阀模型；
211.其中，在所述出油阀模型中，所述出油阀小球和所述出油口阀座的接触刚度按有限元模型标定刚度设定。
212.可选的，所述落座力确定模块505，包括：
213.参数确定子模块，用于根据所述待分析高压油泵的结构，装配所述柱塞模型和所述出油阀模型，设定接触参数，所述接触参数至少包括：接触刚度、所述出油阀的相关参数；
214.落座力确定子模块，用于根据所述待分析高压油泵的预设工况，确定在所述凸轮轴的不同凸轮轴转速下，所述第二针阀和所述第二阀座在所述敲击过程中产生的落座力。
215.可选的，所述响应结果确定模块506，包括：
216.第二响应结果确定子模块，用于在所述凸轮轴的不同凸轮轴转速下，将所述不同凸轮轴转速下各自对应的落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述不同凸轮轴转速下对应的响应结果；
217.第三响应结果确定子模块，用于根据所述不同凸轮轴转速下的响应结果，确定所
述待分析高压油泵的响应结果。
218.基于同一发明构思，本发明另一实施例提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如本发明上述任一实施例所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法中的步骤。
219.基于同一发明构思，本发明另一实施例提供一种电子设备600，如图6所示。图6是本发明一实施例示出的一种电子设备的示意图。该电子设备包括存储器602、处理器601及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行时实现本发明上述任一实施例所述的高压油泵针阀落座敲击预测中的步骤。
220.对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
221.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
222.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
223.本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
224.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
225.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
226.尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
227.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包
括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
228.以上对本发明所提供的一种高压油泵针阀落座敲击预测方法、装置、电子设备及介质，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，所述方法包括：建立待分析高压油泵的柔性体模型，在所述柔性体模型中对第一针阀和第一阀座之间的接触面进行有限元网格划分，在所述第一针阀和所述第一阀座之间建立运动耦合单元，所述运动耦合单元包括主节点和多个从节点；根据发动机转速和所述待分析高压油泵的泵油相位，建立电磁阀模型，通过所述电磁阀模型模拟所述电磁阀模型中第二针阀和第二阀座之间的敲击过程；根据所述待分析高压油泵的凸轮型线和柱塞结构，建立柱塞模型；根据所述待分析高压油泵的出油阀结构，建立出油阀模型；根据所述待分析高压油泵的结构，装配所述柱塞模型和所述出油阀模型，根据所述待分析高压油泵的预设工况，确定所述第二针阀和所述第二阀座在所述敲击过程中产生的落座力；将所述落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果；根据所述响应结果，确定所述待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果。2.根据权利要求1所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，所述响应结果至少包括：敲击功率和辐射声功率；所述确定所述待分析高压油泵的响应结果，包括：根据所述落座力和针阀落座速度，确定所述待分析高压油泵撞击时刻的敲击功率；以所述落座力作为激励力，确定所述待分析高压油泵的辐射声功率。3.根据权利要求2所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，所述根据所述响应结果，确定所述待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果，包括：在所述敲击功率大于第一临界值和/或所述辐射声功率大于第二临界值的情况下，确定所述待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果为：所述待分析高压油泵存在敲击异响和噪声风险。4.根据权利要求1所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，所述主节点建立在所述第一针阀和所述第一阀座的接触点上，所述从节点为所述接触面上除所述接触点之外的不少于第一数值的网格节点。5.根据权利要求4所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，在所述建立待分析高压油泵的柔性体模型之后，所述方法还包括：对所述柔性体模型进行结构缩减，保留所述主节点的法相自由度，以及保留所述多个从节点中泵体外表面顶部、侧面圆柱面上不少于第二数值的子从节点的法相自由度，得到包括运动耦合子单元的子模型；所述将所述落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果，包括：将所述落座力加载到所述子模型的主节点上，通过所述运动耦合子单元将所述落座力分配到所述子从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果。6.根据权利要求1所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，所述泵油相位包括：电磁阀开启相位和电磁阀单次持续时间相位；所述根据发动机转速和所述待分析高压油泵的泵油相位，建立电磁阀模型，包括：根据所述发动机转速和单工作循环泵油次数，确定所述电磁阀模型的开启频率；
根据所述待分析高压油泵中的电磁阀开启相位设计值和电磁阀单次持续时间相位设计值，设定所述电磁阀模型的电磁阀开启相位和单次开始持续时间相位；根据所述电磁阀模型的开启频率、电磁阀开启相位和单次开始持续时间相位，建立所述电磁阀模型。7.根据权利要求6所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，所述电磁阀模型中至少包括所述第二针阀和回位弹簧，所述回位弹簧一端作用在所述第二针阀，另一端作用在所述第二阀座，所述回位弹簧的弹簧刚度和弹簧预紧力均为所述待分析高压油泵的设计值，所述电磁阀模型保留所述第二针阀与泵体的相对自由度。8.根据权利要求1所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，所述根据所述待分析高压油泵的凸轮型线和柱塞结构，建立柱塞模型，包括：创建凸轮轴添加转速驱动，确定所述凸轮轴的凸轮轴转速；根据所述待分析高压油泵的凸轮型线设计值确定柱塞的位移曲线，所述柱塞的位移曲线是随所述待分析高压油泵的凸轮转角变化的位移曲线；根据所述凸轮轴转速、所述柱塞的位移曲线以及所述待分析高压油泵的柱塞结构，构建所述柱塞模型。9.根据权利要求8所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，在所述柱塞模型中，所述柱塞的质量和直径为所述待分析高压油泵的设计值，所述柱塞的有效长度按照所述待分析高压油泵中柱塞运动自由度方向的最大位移量计算，所述柱塞和泵体之间具有沿柱塞轴向的平动自由度。10.根据权利要求7所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，所述第二针阀的质量为所述待分析高压油泵中的针阀质量设计值，所述第二针阀的有效长度按照所述待分析高压油泵中针阀运动自由度方向的最大位移量设定，所述第二针阀和所述第二阀座接触部位的节流孔保留所述待分析高压油泵中的流通截面参数。11.根据权利要求10所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，在所述柱塞模型中，所述柱塞和所述泵体围成的液压腔体的最小体积以及所述液压腔体的内部压力初始值根据所述待分析高压油泵的设计值设定，所述柱塞模型的液压腔体与所述电磁阀模型的液压腔体通过所述节流孔连通，保留所述柱塞与所述液压腔体的壁面之间的接触刚度。12.根据权利要求1所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，所述根据所述待分析高压油泵的出油阀结构，建立出油阀模型，包括：根据所述待分析高压油泵的出油阀小球的质量设计值、直径设计值，所述待分析高压油泵的出油阀弹簧的弹簧刚度设计值、弹簧预紧力设计值，以及所述待分析高压油泵的出油口阀座的出口孔直径设计值、孔延伸角度设计值，建立所述出油阀模型；其中，在所述出油阀模型中，所述出油阀小球和所述出油口阀座的接触刚度按有限元模型标定刚度设定。13.根据权利要求8所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，所述根据所述待分析高压油泵的结构，装配所述柱塞模型和所述出油阀模型，根据所述待分析高压油泵的预设工况，确定所述第二针阀和所述第二阀座在所述敲击过程中产生的落座力，包括：根据所述待分析高压油泵的结构，装配所述柱塞模型和所述出油阀模型，设定接触参数，所述接触参数至少包括：接触刚度、所述出油阀的相关参数；
根据所述待分析高压油泵的预设工况，确定在所述凸轮轴的不同凸轮轴转速下，所述第二针阀和所述第二阀座在所述敲击过程中产生的落座力。14.根据权利要求13所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法，其特征在于，所述将所述落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果，包括：在所述凸轮轴的不同凸轮轴转速下，将所述不同凸轮轴转速下各自对应的落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述不同凸轮轴转速下对应的响应结果；根据所述不同凸轮轴转速下的响应结果，确定所述待分析高压油泵的响应结果。15.一种高压油泵针阀落座敲击预测装置，其特征在于，所述装置包括：第一模型建立模块，用于建立待分析高压油泵的柔性体模型，在所述柔性体模型中对第一针阀和第一阀座之间的接触面进行有限元网格划分，在所述第一针阀和所述第一阀座之间建立运动耦合单元，所述运动耦合单元包括主节点和多个从节点；第二模型建立模块，用于根据发动机转速和所述待分析高压油泵的泵油相位，建立电磁阀模型，通过所述电磁阀模型模拟所述电磁阀模型中第二针阀和第二阀座之间的敲击过程；第三模型建立模块，用于根据所述待分析高压油泵的凸轮型线和柱塞结构，建立柱塞模型；第四模型建立模块，用于根据所述待分析高压油泵的出油阀结构，建立出油阀模型；落座力确定模块，用于根据所述待分析高压油泵的结构，装配所述柱塞模型和所述出油阀模型，根据所述待分析高压油泵的预设工况，确定所述第二针阀和所述第二阀座在所述敲击过程中产生的落座力；响应结果确定模块，用于将所述落座力加载到所述柔性体模型的主节点上，通过所述运动耦合单元将所述落座力分配到所述从节点上，确定所述待分析高压油泵的响应结果；预测结果确定模块，用于根据所述响应结果，确定所述待分析高压油泵的针阀落座敲击异响预测结果。16.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至14任一所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法。17.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至14任一所述的高压油泵针阀落座敲击预测方法。

技术总结
本发明实施例提供了一种高压油泵针阀落座敲击预测方法、装置、电子设备及介质，涉及汽车NVH技术领域。该方法包括：建立高压油泵的柔性体模型，在针阀和阀座之间建立包括主从节点的运动耦合单元；根据发动机转速和高压油泵的泵油相位，建立电磁阀模型，以模拟电磁阀模型中针阀和阀座之间的敲击过程；根据高压油泵的凸轮型线和柱塞结构，建立柱塞模型；根据高压油泵的出油阀结构，建立出油阀模型；根据高压油泵的结构，装配柱塞模型和出油阀模型，根据预设工况，确定敲击过程中产生的落座力；将落座力加载到主节点上，确定响应结果，从而确定高压油泵针阀落座敲击异响预测结果，以在项目开发阶段快速得到高压油泵针阀落座的敲击异响预测效果。响预测效果。响预测效果。


技术研发人员：饶思梁 禹慧丽 李凤琴 张松波 孔德芳
受保护的技术使用者：重庆长安汽车股份有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/21