柴油机燃油系统控制锥阀空化流动特性试验研究

发布时间：2017-10-04 21:17

  本文关键词：柴油机燃油系统控制锥阀空化流动特性试验研究

  更多相关文章： 燃油系统 控制阀 空化 流量系数

【摘要】：控制阀是柴油机高压燃油系统的核心零件,其开启和关闭控制着高低压油路的导通和断开,进而控制整个燃油喷射过程。为了密封高压燃油和实现快速启闭,燃油系统中控制阀形式通常为锥型阀。当控制阀开启时,高压燃油迅速流入低压油路,此过程中由于阀口流通面积小、进出口压差大,极易引起燃油气化产生空化流动现象。空化会改变锥阀区域的燃油流动特,引起阀芯振动,造成管路内的压力波动,从而导致整个燃油系统的喷油规律及特性受到影响。此外,空化泡的破裂将产生气蚀,导致锥阀机械损伤,影响燃油系统的可靠性。本文以燃油系统控制锥阀为研究对象,设计了可视化锥阀试验装置,并搭建了空化流动特性测试试验台,通过稳压油路系统改变锥阀的进出口压力,高速摄像机观测阀口处的空化流动,以及定时称重测量质量流量的方法,完成了锥阀不同进出口压力和阀芯开度条件下的流动测试试验,研究了空化对燃油流动特性的影响。试验结果表明:当锥阀入口压力固定时,随着出口压力的降低,空化逐渐增强;无空化阶段,流量随着出口压力的减小逐渐增大,而流量系数基本保持不变;空化的出现会导致流量饱和,流量系数减小;空化程度的增强会导致阀口出油能力下降,流量和流量系数进一步降低。流量出现饱和时对应的空化数基本为2,入口压力不影响流量饱和点对应的临界空化数;阀芯开度对流量饱和点的影响较大,开度越大越容易出现饱和;固定出口压力条件下,随着入口压力的增大流量逐渐增大,空化流动的出现使流量增大的趋势减缓,流量系数降低,但不会引起流量饱和。
【关键词】：燃油系统 控制阀 空化 流量系数
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK423
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 物理量名称及符号表8-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 燃油系统中控制阀12-14
• 1.3 控制阀区域空化流动形成机理14-15
• 1.4 空化流动基本参数15-16
• 1.5 国内外研究现状16-21
• 1.5.1 液压锥阀空化流动特性研究概述16-20
• 1.5.2 柴油空化流动的研究进展20-21
• 1.5.3 液压阀空化流场观测研究现状21
• 1.6 本文主要研究内容21-23
• 第2章 锥阀试验系统的研究开发23-39
• 2.1 试验系统方案设计23-24
• 2.2 稳压油路系统设计24-28
• 2.2.1 管路设计24-27
• 2.2.2 液压元件选型27-28
• 2.3 可视化锥阀设计28-34
• 2.3.1 结构设计28-30
• 2.3.2 尺寸设计30-33
• 2.3.3 强度校核33-34
• 2.3.4 锥阀试验平台的设计34
• 2.4 光学观测方法研究34-38
• 2.4.1 高速摄影机35
• 2.4.2 摄影机镜头35-37
• 2.4.3 光源与照明37-38
• 2.5 本章小结38-39
• 第3章 稳态条件下锥阀空化流动特性的试验39-53
• 3.1 试验系统及方案39-41
• 3.2 图像与图像处理41-44
• 3.3 固定入口压力的试验结果44-50
• 3.4 固定出口压力的试验结果50-51
• 3.5 本章小结51-53
• 第4章：锥阀空化流动的影响因素研究53-63
• 4.1 流量和流量系数变化规律53-57
• 4.2 入口压力对流量饱和点的影响分析57-59
• 4.3 阀芯开度对流量饱和点的影响分析59-61
• 4.4 入口压力对流动的影响分析61-62
• 4.5 本章小结62-63
• 总结与展望63-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士期间取得的成果69-71
• 致谢71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 苟珍玺;影响锥阀稳定性的因素[J];液压与气动;1986年02期

2 赵铁钧;王毅;;锥阀受力分析及动特性研究[J];长春光学精密机械学院学报;1992年04期

3 曾德芬;论锥阀的稳定性[J];重型机械;1996年03期

4 李振辉;锥阀特性研究[J];长春光学精密机械学院学报;1998年04期

5 李文钦;斜拉式柔性垂直启闭锥阀的研制与应用[J];四川水利;2001年05期

6 乔建民;炉盖自动提升锥阀故障分析与改进[J];液压与气动;2003年04期

7 付文智,李明哲,李东平,孙刚,金昕;液压锥阀的数值模拟[J];机床与液压;2004年02期

8 唐兵;卢X;郝燕文;李桂花;;水压锥阀内流场的数值模拟[J];兰州理工大学学报;2007年04期

9 陈伦军;董炳坤;张际;李洪涛;;液压先导锥阀开启特性的仿真分析[J];机械工程与自动化;2008年06期

10 高广德;操波;;水压锥阀三维流场的数值模拟[J];机床与液压;2008年05期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 朱万胜;尹玉芳;张作龙;张彦廷;;基于CFD方法的钻井液锥阀流场模拟及结构分析[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年

2 杨国来;司国雷;张守印;张慧敏;;纯水液压锥阀结构的优化设计与流场的数值分析[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集（上）[C];2005年

3 康健悦;;300MW循环流化锅炉汽温的调整[A];中国循环流化床发电生产运营管理(2013)[C];2013年

4 王东;周棣;首天成;;水压节流阀的新型设计与计算[A];全国先进制造技术高层论坛暨第八届制造业自动化与信息化技术研讨会论文集[C];2009年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 易达云;锥阀振荡流场流动噪声增强机制研究[D];浙江大学;2015年

2 刘磊;高压大冲击流量条件下乳化液锥阀失效机理及关键技术研究[D];中国矿业大学;2016年

3 郑淑娟;插装型锥阀配合副流固热耦合分析及流场可视化[D];太原理工大学;2015年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 郭晓霞;基于动网格的锥阀流场可视化及空化现象研究[D];太原理工大学;2016年

2 唐银;液压锥阀阻尼减振特性研究[D];西南交通大学;2016年

3 冯祥;柴油机燃油系统控制锥阀空化流动特性试验研究[D];北京工业大学;2016年

4 郑宁舟;锥阀流动仿真分析及其结构改进[D];长安大学;2011年

5 蒲秀菊;锥阀流场的数值模拟及结构优化[D];东北石油大学;2011年

6 李惟祥;液压锥阀的振动特性研究[D];西南交通大学;2012年

7 牛玉国;锥阀轴向振动的仿真与实验研究[D];浙江大学;2014年

8 莫光轶;锥阀振动耦合的仿真与实验研究[D];浙江大学;2014年

9 吕少恒;基于热效应的锥阀振动特性研究[D];西南交通大学;2014年

10 李辉;液压锥阀结构参数与工作性能的数值分析[D];西南交通大学;2009年

，

本文编号：972885