高压共轨喷油器柱塞结构优选与润滑密封特性研究
发布时间：2021-02-24 20:51
高压共轨技术能够有效提高柴油机的动力性、燃油经济性以及排放性,作为三大精密偶件之一的控制柱塞的密封特性,对于高压共轨喷油器的性能来说极为关键,故以高压共轨喷油器的控制柱塞为研究对象,运用计算流体力学和热流固耦合的方法进行了油膜泄漏仿真及结构形变仿真研究。通过对共轨喷油器控制柱塞的间隙油膜进行了几何建模、网格划分以及后处理,研究了油膜厚度、油膜密封面长度、燃油压力、柱塞速度以及燃油粘度等参数对于油膜出口端燃油泄漏状况的影响。基于ANSY Workbench的热流固耦合方法研究了控制柱塞在同心和偏心情况下的结构变形情况,发现偏心对于控制柱塞最大结构变形量的影响比较大,因此需要避免柱塞持续处于偏心的状况,而热加载对于控制柱塞的结构变形的影响较小,幅度在15%以内。运用单向流固耦合的方法对于控制柱塞的结构进行了结构优化设计以及方案优选。优化方案包括环形槽、中心孔、阶梯形槽等几种模型,经过方案对比,优选出效果最显著的组合优化方案,该方案能将控制柱塞结构最大形变量减少12.21%,将平均油膜厚度减少36.17%。最后在CR3000A高压共轨燃油供给试验台上对BOSCH公司的CRI2.0型号共轨喷油...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 高压共轨燃油喷射系统发展历程
1.3 高压共轨喷油器概述
1.4 国内外研究现状
1.4.1 燃油泄漏研究
1.4.2 精密偶件结构变形研究
1.4.3 研究不足之处
1.5 本文主要的研究内容
1.6 本章小结
第二章 高压共轨喷油器工作原理及数学模型
2.1 高压共轨喷油器工作原理
2.2 控制柱塞研究相关数学物理模型
2.2.1 控制腔燃油压力方程
2.2.2 控制柱塞运动方程
2.2.3 油膜理论
2.2.4 圆环缝隙泄漏模型
2.2.5 偶件变形模型
2.2.6 温度场模型
2.3 本章小结
第三章 控制柱塞偶件密封特性参数分析
3.1 控制柱塞偶件仿真技术路径
3.1.1 计算流体力学概述
3.1.2 FLUENT软件介绍
3.1.3 建立几何模型
3.1.4 网格划分
3.1.5 后处理
3.2 控制柱塞偶件特性参数对偶件密封性能的影响分析
3.2.1 油膜厚度对偶件密封特性的影响
3.2.2 柱塞偶件长度对偶件密封特性的影响
3.2.3 燃油喷油压力对偶件密封特性的影响
3.2.4 柱塞运行速度对偶件密封特性的影响
3.2.5 燃油粘度对偶件密封特性的影响
3.3 本章小结
第四章 控制柱塞偶件热流固耦合研究
4.1 控制柱塞（同心）热流固耦合
4.2 控制柱塞（偏心）热流固耦合
4.3 本章小结
第五章 控制柱塞偶件结构优化设计及方案优选
5.1 环形槽
5.2 阶梯形槽
5.3 中心孔
5.4 柱塞长度
5.5 组合优化方案
5.6 本章小结
第六章 控制柱塞偶件密封泄漏试验研究
6.1 柱塞偶件试验设计方案
6.1.1 试验台介绍
6.1.2 测试方案设计
6.1.3 试验装置设计
6.2 试验测量
6.2.1 静态时控制柱塞泄漏量的测量
6.2.2 动态时控制柱塞泄漏量的测量
6.3 泄漏量对比分析
6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
附录
图清单
表清单
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]PT喷油器针阀偶件密封特性研究[J]. 张勇,游鹏,赵晋,张耀中,于善虎,叶鸣. 润滑与密封. 2018(02)
[2]超高压共轨喷油系统压力振荡的消除[J]. 陈海龙,刘振明,周磊,杨昆,安士杰. 内燃机学报. 2017(05)
[3]高压共轨喷油器压力波动与针阀响应解耦分析[J]. 王昊,赵冬昶,郭千里. 车用发动机. 2016(01)
[4]共轨系统多次喷射油量波动与轨压的关系[J]. 李丕茂,张幽彤,谢立哲,胡林峰. 机械工程学报. 2014(10)
[5]喷射参数对共轨系统高压油管压力波动幅度的影响[J]. 李丕茂,张幽彤,谢立哲. 内燃机学报. 2013(06)
[6]独立润滑喷油器针阀偶件润滑与泄漏特性研究[J]. 谢露,郑安文,姜烽,谢剑刚,张光德. 机床与液压. 2013(11)
[7]高压共轨喷油器喷射特性实验与仿真[J]. 苏海峰,张幽彤,王尚勇,孙帅. 农业机械学报. 2011(01)
[8]国内外柴油机电控喷油技术的发展现状及前景[J]. 杜建华,蒋公见,蒋海牙. 自动化技术与应用. 2010(08)
[9]博世共轨系统的喷油特性对柴油机性能的影响[J]. 曾悦,颜伏伍,杨梅胜. 汽车工程师. 2010(07)
[10]高压共轨柴油机喷油器喷油特性研究[J]. 丁晓亮,张幽彤,王军. 北京理工大学学报. 2008(11)
博士论文
[1]柴油机高压共轨喷油系统动态特性研究[D]. 田丙奇.哈尔滨工程大学 2014
硕士论文
[1]电控喷油器针阀偶件密封特性研究[D]. 游鹏.华南理工大学 2018
[2]煤油泵轴尾机械密封副端面特性研究[D]. 申通.哈尔滨工业大学 2017
[3]共轨喷油器喷油和泄漏特性研究[D]. 李国盛.华南理工大学 2017
[4]高压共轨电磁式喷油器喷油特性及结构优化研究[D]. 王凌.北京交通大学 2016
[5]高压共轨喷油器针阀偶件密封特性研究[D]. 郭大庆.华南理工大学 2016
[6]航空柱塞泵滑靴副和柱塞副油膜特性研究[D]. 张雪超.浙江大学 2016
[7]高压共轨系统中压力波动对柴油机燃烧特性的影响研究[D]. 张作为.天津大学 2016
[8]一种超高压喷油器方案的设计及分析[D]. 秦靖.北京理工大学 2015
[9]喷油器入口压力波动及喷油控制研究[D]. 钱李龙.北京理工大学 2015
[10]共轨系统高压油泵柱塞副的泄漏特性数值仿真研究[D]. 肖同镇.北京理工大学 2015
本文编号：3049926
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 高压共轨燃油喷射系统发展历程
1.3 高压共轨喷油器概述
1.4 国内外研究现状
1.4.1 燃油泄漏研究
1.4.2 精密偶件结构变形研究
1.4.3 研究不足之处
1.5 本文主要的研究内容
1.6 本章小结
第二章 高压共轨喷油器工作原理及数学模型
2.1 高压共轨喷油器工作原理
2.2 控制柱塞研究相关数学物理模型
2.2.1 控制腔燃油压力方程
2.2.2 控制柱塞运动方程
2.2.3 油膜理论
2.2.4 圆环缝隙泄漏模型
2.2.5 偶件变形模型
2.2.6 温度场模型
2.3 本章小结
第三章 控制柱塞偶件密封特性参数分析
3.1 控制柱塞偶件仿真技术路径
3.1.1 计算流体力学概述
3.1.2 FLUENT软件介绍
3.1.3 建立几何模型
3.1.4 网格划分
3.1.5 后处理
3.2 控制柱塞偶件特性参数对偶件密封性能的影响分析
3.2.1 油膜厚度对偶件密封特性的影响
3.2.2 柱塞偶件长度对偶件密封特性的影响
3.2.3 燃油喷油压力对偶件密封特性的影响
3.2.4 柱塞运行速度对偶件密封特性的影响
3.2.5 燃油粘度对偶件密封特性的影响
3.3 本章小结
第四章 控制柱塞偶件热流固耦合研究
4.1 控制柱塞（同心）热流固耦合
4.2 控制柱塞（偏心）热流固耦合
4.3 本章小结
第五章 控制柱塞偶件结构优化设计及方案优选
5.1 环形槽
5.2 阶梯形槽
5.3 中心孔
5.4 柱塞长度
5.5 组合优化方案
5.6 本章小结
第六章 控制柱塞偶件密封泄漏试验研究
6.1 柱塞偶件试验设计方案
6.1.1 试验台介绍
6.1.2 测试方案设计
6.1.3 试验装置设计
6.2 试验测量
6.2.1 静态时控制柱塞泄漏量的测量
6.2.2 动态时控制柱塞泄漏量的测量
6.3 泄漏量对比分析
6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
附录
图清单
表清单
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]PT喷油器针阀偶件密封特性研究[J]. 张勇,游鹏,赵晋,张耀中,于善虎,叶鸣. 润滑与密封. 2018(02)
[2]超高压共轨喷油系统压力振荡的消除[J]. 陈海龙,刘振明,周磊,杨昆,安士杰. 内燃机学报. 2017(05)
[3]高压共轨喷油器压力波动与针阀响应解耦分析[J]. 王昊,赵冬昶,郭千里. 车用发动机. 2016(01)
[4]共轨系统多次喷射油量波动与轨压的关系[J]. 李丕茂,张幽彤,谢立哲,胡林峰. 机械工程学报. 2014(10)
[5]喷射参数对共轨系统高压油管压力波动幅度的影响[J]. 李丕茂,张幽彤,谢立哲. 内燃机学报. 2013(06)
[6]独立润滑喷油器针阀偶件润滑与泄漏特性研究[J]. 谢露,郑安文,姜烽,谢剑刚,张光德. 机床与液压. 2013(11)
[7]高压共轨喷油器喷射特性实验与仿真[J]. 苏海峰,张幽彤,王尚勇,孙帅. 农业机械学报. 2011(01)
[8]国内外柴油机电控喷油技术的发展现状及前景[J]. 杜建华,蒋公见,蒋海牙. 自动化技术与应用. 2010(08)
[9]博世共轨系统的喷油特性对柴油机性能的影响[J]. 曾悦,颜伏伍,杨梅胜. 汽车工程师. 2010(07)
[10]高压共轨柴油机喷油器喷油特性研究[J]. 丁晓亮,张幽彤,王军. 北京理工大学学报. 2008(11)
博士论文
[1]柴油机高压共轨喷油系统动态特性研究[D]. 田丙奇.哈尔滨工程大学 2014
硕士论文
[1]电控喷油器针阀偶件密封特性研究[D]. 游鹏.华南理工大学 2018
[2]煤油泵轴尾机械密封副端面特性研究[D]. 申通.哈尔滨工业大学 2017
[3]共轨喷油器喷油和泄漏特性研究[D]. 李国盛.华南理工大学 2017
[4]高压共轨电磁式喷油器喷油特性及结构优化研究[D]. 王凌.北京交通大学 2016
[5]高压共轨喷油器针阀偶件密封特性研究[D]. 郭大庆.华南理工大学 2016
[6]航空柱塞泵滑靴副和柱塞副油膜特性研究[D]. 张雪超.浙江大学 2016
[7]高压共轨系统中压力波动对柴油机燃烧特性的影响研究[D]. 张作为.天津大学 2016
[8]一种超高压喷油器方案的设计及分析[D]. 秦靖.北京理工大学 2015
[9]喷油器入口压力波动及喷油控制研究[D]. 钱李龙.北京理工大学 2015
[10]共轨系统高压油泵柱塞副的泄漏特性数值仿真研究[D]. 肖同镇.北京理工大学 2015
本文编号：3049926
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3049926.html
