高压共轨喷油器结构强度分析与改进

发布时间：2020-11-01 03:40

　　 柴油机作为多领域的重要动力源,其节能减排技术的提高对减少整个社会的能源消耗都有重要意义。高压共轨燃油喷射系统能够精确控制柴油喷入量,对提高的柴油的热能利用率有重要意义。近年来,为了使柴油的燃烧更加充分,共轨压力越来越高,使得喷油器的工作条件越来越恶劣,不仅要承受不洁柴油对其零部件的腐蚀,还要承受高温高压的环境。本文在阅读喷油器强度和喷油器磨损密封方面的文献资料后,总结出喷油器作为柴油机燃料供应系统重要的一环,对其强度进行系统研究的资料不多,因此本文选用某柴油机配套企业生产的喷油器作为研究对象开展强度分析。喷油器作为柴油机系统中的精密器件之一,是最终将燃油送入气缸的器件,其高的故障率必然导致柴油机的频繁停车,足够的强度是保证其可靠运行的先决条件,因此要求在喷油器实现所有功能的前提下,在苛刻的工作环境中保持强度的稳定。通过分析,喷油器的针阀偶件是其易损部件,据此,本文内容包括以下几个方面:1、从喷油器的结构和工作过程出发,建立了针阀偶件及其相关的力学模型;2、从两个方面对喷油器针阀偶件的强度进行了分析计算,一方面通过应力波理论模型计算了喷油器针阀冲击应力,另一方面建立了喷油器针阀偶件的仿真计算模型,采用ABAQUS作了针阀体的静强度分析以及充分考虑针阀冲击过程的复杂接触,采用显式动力学分析了针阀撞击这一过程;3、从针阀撞击并非一次性,而是在工作过程中连续多次、反反复复的撞击考虑,实际的针阀冲击在反复多次后必然会形成稳定状态,本文在采用脚本程序完成多次连续冲击分析的基础上,选用合适的稳态参数评价这一稳态的形成过程;4、基于稳态的形成,相当于经过了实际的跑合试验,稳态形成后冲击接触锥面磨损趋于稳定,提高接触面的强度对针阀偶件的长期稳定运行有重要意义。表面涂层是零件表面强度优化的一个重要手段,本文在简要分析涂层材料的基础上,选用了三种材料进行了ABAQUS仿真分析研究。分析结果表明,类金刚石涂层能够有效减少表面磨损,优化表面强度。全文从实际出发,运用仿真手段分析了喷油器针阀偶件的强度,并做了表面强度优化探究的仿真分析,整个工作对喷油器新产品的开发设计有参考意义。
【学位单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TK423
【部分图文】：

其系统的典型构成如图 2.1 所示。图 2.1 高压共轨燃油喷射系统组成图2.1.1 喷油器结构喷油器的直接作用是将流经的燃油喷入气缸，从混合气的形成条件来看，合适的油束贯穿距离、喷射细度以及燃油的气缸分配均匀性和较高的喷射压力，对燃油在气缸中的雾化燃烧都有极为重要的影响[26]。实际工作状况的不断变化，使得在喷油器的发展过程中，其结构形式和设计思路

应用范围有限。-喷孔式喷油器种开式和阀式喷油器相结合的中性喷油器。这种喷油器的优点量好、运动零件轻从而可靠性较高。缺点是：针阀与阀座的间式喷油器油器的针阀封闭在内腔中，是当下应用最多的喷油器。这种喷件，这种喷油器的优点是：工作可靠，很少漏油。当油压较低用下会关闭喷嘴，终止喷射。这种喷油器的优点正是高压共轨，因此逐渐成为高压共轨燃油喷射系统的标配结构。当然，这缺，其存在可动零件总质量较大，容易产生较大冲击应力；结了设计成本，且容易磨损出现故障；设置回油回路，增加了结由于压力波动喷嘴的关闭不能干脆，出现雾化不良。不仅如此相对更加复杂，其组成如图 2.2 所示。

图 2.3 电控高压共轨喷油器工作示意图意的工作过程：态，高速电磁阀处于断电状态，衔铁不受电磁力作用，用，球阀紧挨衔铁受其作用，被动下移，从而关闭释放控的燃油迅速转变为高压，这种液体压力通过针阀挺杆，传到复位弹簧和下部腔室的高压燃油的综合作用，从而使针阀通电，衔铁在电磁力和复位弹簧力综合作用下上行，燃油通过释放控制孔流入低压回油通道，由于充油控制孔就会在控制腔形成相对低压，使得针阀挺杆上端面受到的阀受到的向上作用力，针阀打开，喷油开始；行到最大行程，电磁阀断电，重复初始状态过程，关闭
【参考文献】

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本文编号：2864984