维普资讯 http://www.cqvip.com 第２Ｏ卷（２００２）第５期 内燃机学报 Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ＣＳＩＣＥ Ｖｏ１．２０（２００２）ＮＯ．５ 文章编号：１０００—０９０９（２００２）０５—０４１ ３－０６ ２０００８８ 柴油机共轨系统中多分支共轨的三维模拟计算分析 吴 建 ，胡林峰 ，李德桃。，龚金科 ，张建新 （１．湖南大学机械与汽车工程学院，湖南长沙４１００８２；２．无锡油泵油嘴研究所，江苏无锡２１４０６３；３－江苏大学能源与动力 工程学院，江苏镇江２１２０１３） 摘要：利用ＰＩＳＯ算法对多分支共轨管道的非稳态流动进行了三维模拟计算，并对共轨喷射系统进行了 测试，数值模拟计算结果和实测结果基本吻合，计算结果反映了共轨内压力场的基本情况。计算分析了 共轨容积和结构尺寸对共轨内压力波动及喷油的影响。 关键词：多分支；共轨；模拟计算 中图分类号：ＴＫ４２２ 文献标识码：Ａ 引言 为了提高燃油经济性、降低排气污染和噪声，对 时还考虑了流场的紊流特征，忽略了温度的影响。其控 制方程如下所述。 质量守恒方程： 柴油机燃油喷射系统进行细致的试验研究和数值模拟 计算是非常必要的口 ］。国内外许多学者对柴油机燃油 害＋昙（ 一 （１） （２） 喷射系统进行了大量模拟计算研究，如Ｌａ｛ｏｒｇｉａ的适 用于直列泵系统和转子泵系统的计算程序以及 Ｃａｔａｎｉａ开发的适用于直列泵系统的模拟计算程序 等０］。但新发展起来的柴油机电控共轨式喷射系统的 模拟计算与传统的模拟计算有很大区别。在共轨系统 中，多分支共轨是向各缸电控喷油器提供压力尽可能 昙（ ）＝去（ ）＋ （ ）＋ （ 。） 式中：Ｐ为燃油密度；ｚ 为坐标（ 一１，２，３）；ｔ为时间； “ 为流速在３个坐标方向上的分量； 为质量源项。 动量守恒方程： 稳定的燃油的重要部件。轨内燃油的流动及压力波动 将影响到向各缸喷油器的供油。由于共轨容积相对于 循环喷油量很大，而且由于各喷油器按一定时序喷油， ＋昙（ ｔ ＝＝＝ ｌｆ ＋ １ 十 Ｊ ： 一）一一差 （３） ＝２ｐ．ｓ 号 差 一 （４） （５ ） 导致轨内的流动产生脉动和压力波动，具有明显的非 稳态流动特征。一维计算方法只能将共轨视为集中容 积，无法分析共轨的几何参数对多分支共轨内压力场 两一２／４％一 ２（ 差＋ＩＤ志 （６） 的影响。本文利用ＰＩＳＯ算法 ］（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｍｐｌｉｃｉｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｂｙ ｓｐｌｉｔ ｏｐｅｒａｔｏｒ）对多分支共轨的非稳态流 式中：户为流体压力； 为动力粘性系数； 为动量源 项；ｒ 为作用在与ｉ方向相垂直的平面上的ｊ＿方向上的 应力； 。 为流体变形率张量；“ 为紊流脉动速度； 为 克罗内尔符号； 为紊流粘性系数；ｋ为紊流脉动动 能；ｅ为紊流脉动动能的耗散率。 密度与压力的关系可表示为ｄｐ—Ｅｄｐ／ｐ，Ｅ为流 体的弹性模量。 １．２ 紊流模型 动进行了三维模拟计算，并对共轨系统进行了测试，以 验证其数值模拟计算的正确性，同时分析了共轨容积 和尺寸对共轨压力波动的影响以及共轨压力对喷油的 影响。 １ 计算模型及计算方法 １．１ 控制方程 在方程（４）中出现了一 项，该项来源于非 本文所考虑的是非定常粘性流体的流动问题，同 线性对流项的分解和平均，体现了紊流的输运作用，它 收稿日期ｔ２００１一ｌ１—１９｝修订日期：２００２—０２一ｌ１。 基金项目：河南省自然科学基金资助项目（０１１１０４１０００）。 作者筒介：吴建（１９５９一），男，博士生，洛阳工学院副教授。 维普资讯 http://www.cqvip.com ・４１４・ 内 燃 机 学 报 第２Ｏ卷第５期 的出现使体系中未知数的数目超过了独立方程的效 目，方程变得不封闭，因此需要建立紊流模型，使控制 方程封闭，从而获得控制方程的精确解。 供的连接（Ａｔｔａｃｈ）边界实现油路的开闭。当电磁阀开 启时，连接边界相邻两层的边界单元连接；当电磁阀关 闭时，连接两层的边界单元分离，边界转为固壁边界， 从而实现分支油管的开闭，保证在模拟计算中各分支 管内的流动按相应时序进行。边界的压力值可直接采 本文采用标准的ｋ－ｅ模型： ： ８（ｐｋ ）＋者（ ，尼一 差ｊ一 Ｐ＋Ｐ ）一 用由试验得到的测量值。这样处理的出口边界不能反 一 ｌ号（ 差＋Ｐ ｔ 十 』 瑟 ㈩ 映电磁阀关闭后仍然有燃油流出（对喷油器的蓄压室 ¨ 一＋者ｌ ｅ～ 麦）一 ｝『（ｃ Ｐ＋ｃ Ｐ ） 一 ２ ｃ ・ 襄＋Ｐ 差］＿ｃ 差 （８） 标准的尼一￡模犁的系数见 表】。 表１ 标准的ｋ—Ｅ模型的系数 Ｔａｂ．１ Ｔｈｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｋ—Ｅ ｍｏｄｅｌ 注：当尸Ｂ＞０．０时，Ｃ ３＝１．４４ｆ其它Ｃ ３一Ｏ．Ｏ。 １．３ 网格生成及边界条件 多分支共轨结构如图１所示。各分支油管均布在 共轨上。将分支油管和共轨分成两个子块，利用 ＳＴＡＲ—ＣＤ软件 ］，采用分块耦合的方法生成三维贴 体网格，如图２所示。由于共轨的网格尺度较分支油管 的网格尺度大，所以在共轨和分支油管连接处做局部 加密处理。 图１ 多分支共轨管结构筒图 Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉ—ｂｒａｎｃｈ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｐｉｐｅ 图２ 多分支共轨管贴体网格 Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｂｏｄｙ—ｆｉｔｔｅｄ ｇｒｉｄ ｏｆ Ｍｕｌｔｉ—ｂｒａｎｃｈ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｐｉｐｅ 出口边界一般可以采用压力边界或速度边界。在 本文的计算中，如果采用压力边界，可利用动网格生成 方法来模拟电磁阀的开闭，借助ＳＴＡＲ—ＣＤ软件所提 进行充油）的情况。如果采用速度边界，则可以克服上 述的不足之处，但需要根据油管嘴端压力测量值计算 出油管的出口流速。本文采用的是速度边界，利用作者 建立的蓄压室式喷油器模型，根据实测得到的油管嘴 端压力计算出油管的出口流速。 图３为油管１的出口流速。向喷油器提供的油量 为２．１４×１０ ｍ。／循环。 计算时，取温度为常数，固壁边界取无滑移速度 边界；进口边界为压力边界，用实测的压力值代入。 图３ 油管出口边界的流速 Ｆｉｇ．３ Ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｏｕｔｌｅｔ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｅｌ ｐｉｐｅ １．４ 数值求解 求解动量方程需预先知道压力场ｐ，但通常压力 场是未知的。一般采用迭代方法求解速度场。即假定一 压力场ｐ ，然后代入动量方程求解速度场 。如果该 速度场满足质量守恒方程，则流场求解结束。如果所得 的速度场不满足质量守恒方程，则需对压力场ｐ 进行 修正。反复此过程，直至由该压力场所得到的速度场能 满足质量守恒方程为止。 根据压力场ｐ 的不同计算方法形成了不同的算 法。常用的算法有ＳＩＭＰＬＥ算法、ＰＩＳＯ算法和 ＳＩＭＰＬＥＰＩＳＯ算法。ＳＩＭＰＬＥ算法是求解压力耦合方 程的半隐式法，该算法只对动量方程进行一次校正，尽 管ＳＩＭＰＬＥ算法也可用来求解非稳态流动问题，但由 于在处理变量之间的耦合时，该方法过分依赖迭代，计 算成本较大，所以适用于求解稳态流动问题。ＰＩＳＯ算 法是利用分裂算子求解压力的隐式法，其基本思想是 利用常微分方程中的预报一校正法，把每一时间步分 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年９月 吴 建等：柴油机共轨系统中多分支共轨的三维模拟计算分析 ・４１５・ 裂为一个预报步和一个或多个校正步，在时间差分上 端压力以及共轨的进油压力。在共轨总管上布置了２ 个压力测点（油管１与进油管之间为测点１，油管４与 油管５之间为测点２）测量共轨内压力的变化。由ＥＣＵ 仍是全隐式，故时间步长不受稳定性限制，即使将空间 网格加密，也无需减少时间步长。与ＳＩＭＰＬＥ算法相 比，ＰＩＳＯ算法更适用于非稳态流动问题的求解。 ＳＩＭＰＬＥＰＩＳＯ算法是ＳＩＭＰＬＥ算法和ＰＩＳＯ算法的结 合，它除了对动量方程进行一次校正外，还借用了 ＰＩＳＯ算法的做法，对压力方程进行多次校正，以减少 压力梯度与网格表面不垂直而引起的误差。此方法尤 其适用于网格被严重扭曲的情况。本文即采用ＰＩＳＯ 算法。 控制６个喷油器按照发火顺序依次喷油。用数据采集 计算机记录各被测处的压力变化。试验所用仪器设备 见表２。试验工况为供油泵转速１ ０００ ｒ／ｍｉｎ，共轨平均 压力为９０ ＭＰａ，电磁阀通电时间为２２ ｍｓ。 表２试验仪器 Ｔａｂ．２ Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ 名 称 型 号 产 地 ２ 压力测量 测试系统如图４所示。在共轨与供油泵之间的管 路上设有压力调节阀，用来调节共轨平均压力（由数显 压力表显示）。在共轨系统的进油管端和６个与喷油器 油泵试验台 喷油规律仪 动态应变仪 致罕不凝器 １２ＰＳＤＷ１１ｏ—Ｉ ＥＦＥＰ４８１ ＣＤＶ一１１０Ａ ＴＤ￥３４０Ａ 成都八一机电厂 Ｂｏｓｃｈ公司 ：日２ＫＹＯＷＡ Ｔｅｋｔｒｏｎｉｘ 数显压力表 ＹＭＫ一１ 上海仪表四厂 采样计算机 ＰＲ７５ 联想集团 相连的油管嘴端布置了压力传感器，以测量油管的嘴 图４ 试验设备示意图 Ｆｉｇ．４ Ｔｈｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ３ 计算结果和测试结果的对比分析 共轨管横断面上的压力为该断面处一单元层的 压力的平均值。图５为七分支共轨管（０３６ ｍｍ×５５６ ｍｍ，容积为５．６６×１０ ｍ。，油管长度为３００ ｍｍ）内 非定常流动中压力的计算结果与测量结果的对比（截 （ａ）截面１ （ｂ）截面２ 图５ 共轨压力的计算值与实测值比较 Ｆｉｇ．５ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅ ｉｎ ｃｏｍｍｏｎ．．ｒａｉｌ 维普资讯 http://www.cqvip.com ・４１６・ 内 日鲁∈Ｒ匿蚕敢 燃 机 学 报 目鲁《 出蒜 第２０卷第５期 日鲁∈Ｒ田蒜 面１、２分别对应于测点１、２）。图中的曲线为压力随泵 轴转角的变化曲线，从图５ａ、图５ｂ的曲线对比来看，压 同截面处压力之间的比较。由图中曲线对比可见：在轨 内不同断面处曲线基本重合，压力基本相同。这表明在 同一时刻，共轨内各处压力基本相同。 力的计算值和实测值基本吻合。计算所得到的结果基 本上可以反映共轨管内压力场的情况。图６为轨内不 １Ｏ Ｏ 图７为模拟计算结果。 １Ｏ Ｏ ９ ５ ９ ５ ９ ０ ９ ０ ８ ５ ８ ５ ８ ０ ８ Ｏ Ｏ １２０ ２４０ ３６０ Ｏ １２Ｏ ２４０ ３６０ 泵轴转角 ） （ａ）实测值 泵轴转角 ） （ｂ）计算值 圈６ 不同截面处共轨压力的比较 Ｆｉｇ．６ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅｃｔｉｏｎｓ 日鲁《 皤蒜 日鲁∈ 匿１峰拭 日鲁∈ 田秦 （ａ）０３６ ｍｍ×５５６ ｍｍ．５．６６×１０～３ｍ３ （ｂ）０２５ ｍｍ×１ １ ５３ ｎ２ｍ，５．６６×１０—３ ｍ３ （ｃ）０３０ ｍｉｌｌ Ｘ ５５６ ｒｌｌｍ，３．９３×１Ｏ－ ｍ３ （ｄ）０２０ ｍｍ×１ ２５２ ｒｏ．ｍ，３．９３×１０—３ ｍ３ （ｅ）０２５ ｍｉｌｌ×５５６ ｒｌｌｍ，２．７３×１０—３ｍ３ （ｆ）０２０ｍｍ×８７０ｍｍ，２．７３×ｌＯ－３ｍ ３ 圈７ 不同尺寸共轨压力波动的计算结果 Ｆｉｇ．７ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｉｚｅ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年９月 吴 建等：柴油机共轨系统中多分支共轨的三维模拟计算分析 ・４１７・ 从计算和试验结果对比来看，本文所建立的计算 差。要保证柴油机稳定工作，循环油量的变化不应大于 ±３ ，各缸喷油均匀性要好。因此，共轨压力的波动 幅度应控制在１ ＭＰａ以内，轨内压力变化应具有与喷 油定时相应的周期性，以保证各缸喷油器工作时具有 模型和计算方法是正确的，可以用于对共轨内部压力 的计算分析。 共轨内压力的波动主要是由于油泵供油压力的 波动和按一定时序向各喷油器供油而产生的。而共轨 的结构尺寸及容积大小对轨内的压力波动有很大影 响。利用上述方法对不同容积的共轨在相同的边界条 基本相同的压力变化。从图７、图９和图１０来看：共轨 容积的大小要适当；在共轨容积一定时，其长径比不宜 过大。在本文的计算条件下，采用直径为０３０ ｍｍ、长 度为５５６ ｍｍ、容积为３．９３×１＿０ ｍ。的共轨最好。１ 件下的轨内压力进行了模拟计算，计算结果如图７所 示。由图７ａ、图７ｂ可见：当共轨容积较大时，共轨压力 的波动幅度较大，压力波动具有与喷油器工作时序相 应的周期性；当直径减小、长度增长时，压力波动幅度 增大。由图７ｃ～图７ｆ来看，当共轨容积较小时，共轨压 力的波动幅度有所减小，但压力波动的频率有所增加， 尤其是在共轨直径较小而长度较长时，压力变化没有 明显的周期性。其原因是由于油管嘴端压力（见图８） 在停止向喷油器供油后会出现压力振荡，这个压力振 荡会波及到共轨。如果容积小、共轨直径小，则在油管 入口附近的燃油相对少，因而对由嘴端传来的压力振 图９ 共轨压力波动对喷油量的影响 Ｆｉｇ．９ Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｉｎ 荡的吸收和衰减能力小。共轨压力受其影响产生振荡， 各油管产生的振荡与向喷油器供油而产生的压力变化 ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｏｎ ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ ａｍｏｕｎｔ 叠加，就会使共轨压力产生如图７ｄ和图７ｆ所示的波 动。共轨压力波动幅度较大会影响到喷油器的喷油量， 而压力波动的不规则将影响各缸喷油的均匀性。 图１０ 共轨压力波动对喷油均匀性的影响 Ｆｉｇ．１０ Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ ｉｎ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｏｎ ｉｎｊｅｃｔｉｎｇ ｅｑｕａｌｉｔｙ 在计算中发现：不论轨内压力如何变化，沿共轨 图８ 油管嘴端压力计算结果 Ｆｉｇ．８ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｔ ｎｏｚｚｌｅ ｅｎｄ ｏｆ ｆｕｅｌ ｐｉｐｅ 轴线各截面的平均压力基本相同，如图１１所示（０３０ ｍｍ×５５６ ｍｍ）。图中１、３、５截面分别为油管１、２、５所 对应的截面，截面２、４、６分别为油管１和进油管之间、 为了了解共轨压力波动对喷油的影响，利用作者 建立的蓄压室式喷油器的计算模型，以波动幅度不同 的共轨压力为边界条件进行计算，结果如图９所示。图 中油量的变化是相对于无压力波动时的喷油量的变 化，时间为电磁阀通电时间。由图９可见：轨内压力波 动幅度越大，则喷油量变化越大。变化量还与电磁阀通 电时间有关。用图７ｃ和图７ｄ中的压力作为边界条件对 油管２和３之间、油管４和５之间的截面。由图可见：各 ６个喷油器的喷油过程进行计算，结果如图１０所示。图 中油量的变化是相对于喷油器１的变化。由图１０可 共轨截面序号 图ｌｌ 共轨各截面间压力的比较 Ｆｉｇ．１１ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅｃｔｉｏｎｅｓ 见，轨内压力波动的不规则性使各缸喷油的均匀性变 维普资讯 http://www.cqvip.com ・４１８・ 内 燃 机 学 报 第２Ｏ卷第５期 截面的压力基本相同，压力差不大于０。１ ＭＰａ。所以， 进、出油管的布置不会对共轨内的压力波动以及喷油 过程产生影响，可以根据柴油机整机布置的要求确定。 ａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｄ．Ｉ． Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅ ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ［Ｃ］．ＳＡＥ Ｐａ— ｐｅｒ ８９０２６５，１９８９． ｃａｒｅｌｌａ Ａ，Ｌａｆｏｒｇｉａ Ｄ．Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｌｅｃｔｒｏ—Ｉｎｊｅｃ— Ｅ２３ Ｄｉｇｅｓｕ Ｐ，Ｆｉ结 论 本文利用ＰＩＳＯ算法对多分支共轨的非稳态流动 进行了三维模拟计算，计算所得到的共轨内压力变化 ｔｏｔ：Ａ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｃｏｄｅ Ｅｃ］．ＳＡＥ Ｐａｐｅｒ ９４０１９３，１９９４． ［３］ Ｆｉｃａｒｅｌｌａ Ａ，Ｌａｆｏｒｇｉａ Ｄ．Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ Ｓｉｍｕ— ｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅｓ［ｃ］．Ｍｅｃｃａｎｉｃａ， ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａＩ ＪｏｕｒｎａＩ ｏｆ ＡＩＭＥＴＡ。Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，１９９３，２８：２３９～２４８． ｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｍｐｌｉｃｉｔｌｙ Ｄｉｓｃｒｅｄｉｔｅｄ Ｆｌｕｉｄ －１４３ Ｉｓｓａ Ｒ Ｉ．Ｓｏｌ与实测结果基本吻合，反映了轨内压力场的基本情况。 计算分析表明：共轨压力的波动应具有与各喷油器工 作时序相适应的周期性，波动幅度应控制在１ ＭＰａ以 内；共轨容积应适当，直径不应过小，共轨长径比不宜 过大；沿共轨轴线各截面的平均压力基本相同，进、出 油管的布置可以根据柴油机整机布置的要求确定。 参考文献： Ｅｌｉ Ｋａｔｏ Ｔ，Ｔｓｕｊｉｍｕｒａ Ｋ Ｍ，Ｍｉｎａｍｉ Ｔ，ｅｔ ａ１．Ｓｐｒａｙ Ｃｈａｒ Ｆｌｏｗ Ｅｑｕａｔｉｏｎｓ ｂｙ Ｏｐｅｒａｔｏｒ—Ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ［Ｊ］．Ｊ Ｃｏｍｐ Ｐｈｙｓ，１９８６，６２：４０～６５． ａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ［ＣＰ－．ＳＴＡＲ— ［５３ ＣｏｍｐｕｔＣＤ Ｖｅｒｓｉｏｎ ３．】０ Ｕｓｅｒ Ｇｕｉｄｅ。】９９９． Ｔｈｒｅｅ—Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｕｌｔｉ－Ｂｒａｎｃｈ Ｐｉｐｅ ｉｎ Ｃｏｍｍｏｎ Ｒａｉｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅ ＷＵ Ｊｉａｎ ，ＨＵ Ｌｉｎ—ｆｅｎｇ ，ＬＩ Ｄｅ—ｔａｏ。，ＧＯＮＧ Ｊｉｎ—ｋｅ ，ＺＨＡＮＧ Ｊｉａｎ—ｘｉｎ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｗｕｘｉ Ｆｕｅｌ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｘｉ ２１４０６３，Ｃｈｉｎａ；３．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌｅｃｔｒｏ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｈａｓ ｓｈｏｗｎ ｇｒｅａｔ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｉｎ ｍｅｅｔｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅ— ｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｓｔｒｉｃｔ ｅｘｈａｕｓｔ ｌａｗｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｆｕｅｌ ｅｃｏｎｏｍｙ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔＯ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏ—ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓ— ｓａｒｙ ｔＯ ｃａｒｒｙ ｄｅｔａｉｌｅｄ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ，ｂｏｔｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ，ｏｎ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏ—ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔＯ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｆｉｅｌｄ，ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａ１ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｕｌｔｉ—ｂｒａｎｃｈ ｐｉｐｅ ｉｎ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｂｙ ｕｓｅ ｏｆ ＰＩＳＯ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｃａｒｒｉｅｄ ＯＵｔ．Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｈａｖｅ ａ ｇｏｏｄ ａｇｒｅｅｍｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｏｎｅｓ ａｎｄ ｉｍａｇｅ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ—ｂｒａｎｃｈ ｐｉｐｅ ｉｎ ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ ｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍｕｌｔｉ—ｂｒａｎｃｈ ｐｉｐｅ；Ｃｏｍｍｏｎ—ｒａｉｌ ｐｉｐｅ；Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ