高压共轨喷油器精密偶件泄漏与密封特性研究

发布时间：2020-07-02 12:10

【摘要】：电控喷油器是高压共轨燃油系统最为核心的部件,而精密偶件是喷油器最关键的组成部分。随着更严格排放法规的实施,对喷油压力要求不断提高,精密偶件的燃油泄漏会影响喷油器的喷射压力和性能。本文主要研究高压共轨喷油器精密偶件的燃油泄漏规律,通过对泄漏影响规律的研究,为喷油器的密封提供参考,减少喷射压力的损失并提升喷油性能。本文主要从以下几个方面展开研究。首先,本文根据高压共轨喷油器的结构和工作原理,使用液压仿真工具建立了喷油器的系统仿真模型,使用泄漏模块模拟喷油器精密偶件的泄漏,在试验台架上验证仿真模型的准确性。研究了系统参数包括供油压力、燃油粘度和偶件结构参数包括偶件接触长度、偶件直径、间隙油膜厚度和偶件偏心距对偶件燃油泄漏率的影响;并且研究了燃油压力、喷油脉宽和喷油器的其他结构参数对喷油器喷油性能的影响;结果表明,随着偶件直径和间隙油膜厚度的增大偶件燃油泄漏率增大,偶件接触长度的增大会使燃油泄漏率减小。其次,建立了喷油器精密偶件间隙油膜的三维模型,对仿真模型进行结构化网格划分和网格无关性分析,使用理论分析的方法验证了仿真模型的准确性。分别研究了静态压力下偶件直径、偶件接触长度和油膜厚度对燃油泄漏过程中油膜流场速度和压力以及燃油泄漏速率的影响规律;建立柱塞套与控制阀偶件间隙的油膜模型,使用UDF给油膜两端施加动态压力,分析在动态压力的作用下偶件油膜的流通特性,并研究不同偶件密封结构对燃油泄漏速率的影响,研究结果显示在偶件上开设环形槽有利率减少偶件燃油的泄漏。最后,对喷油器针阀与针阀体进行有限元分析和柱塞柱塞套进行流固耦合分析,使用有限元仿真工具对针阀和针阀体进行有限元分析,研究静态载荷作用下针阀和针阀体的形变量和等效应力;对针阀座进行有限元分析,研究不同针阀座材料、不同温度和载荷对针阀座形变和应力的影响;对柱塞与柱塞套偶件进行单向流固耦合分析,研究油膜压力对柱塞偶件形变的影响,结果表明,油膜压力会增大柱塞偶件的径向形变量,从而使间隙油膜的厚度增大,进而使油膜厚度增大,增大柱塞偶件油膜的燃油泄漏率。本文的研究主要得到了高压共轨喷油器偶件结构参数对精密偶件泄漏的影响规律及对间隙油膜流场流通特性的影响,研究表明可以通过改变偶件结构减少燃油泄漏量;得到了针阀偶件的有限元分析影响规律和柱塞偶件的流固耦合影响规律,可为喷油器精密偶件结构设计研究提供借鉴。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TK423

【参考文献】