高压共轨喷油器针阀偶件密封特性研究

发布时间：2017-10-06 17:16

  本文关键词：高压共轨喷油器针阀偶件密封特性研究

  更多相关文章： 高压共轨喷油器 针阀偶件 密封特性 流固耦合 环形槽

【摘要】：针阀偶件是高压共轨喷油器中的精密偶件之一,燃油压力升高时,针阀偶件配对间隙发生变形容易出现泄漏增大或针阀卡滞的问题,造成发动机不能正常运转。针阀偶件的密封特性已经成为提高高压共轨喷油系统喷油压力必须考虑的问题。本文详细介绍了高压共轨喷油器的工作原理和重要的工作特性。应用流体润滑和摩擦学原理,分析了针阀偶件的润滑和密封机理,指出针阀偶件起密封作用的两个重要部位分别是间隙油膜和密封锥面。通过Fluent软件对间隙油膜仿真模拟,分析了针阀偶件结构参数和喷油器工作参数对针阀偶件密封特性的影响;利用Mechanical APDL软件对密封锥面进行接触仿真,分析了针阀偶件碰撞时密封锥面附近接触应力分布以及密封带宽度对密封锥面密封特性的影响。利用ANSYS Workbench对针阀偶件进行流固耦合模拟计算,发现双向流固耦合能更准确的模拟计算出针阀偶件高压变形对针阀偶件密封特性的影响。模拟结果分析了不同燃油压力下,间隙油膜厚度分布的变化以及泄漏速率的变化规律。针对提高针阀偶件的密封特性,提出在针阀油膜密封面上加工环形槽的六种结构方案。通过分析对比,发现环形槽结构能够提高针阀偶件的密封特性和润滑性能,并且其密封效果与环形槽的位置和数量有关。设计了针阀偶件密封特性测量的试验方案和试验装置,对试验、模拟计算和解析法得到的针阀偶件泄漏速率规律进行分析比较,比较结果显示双向流固耦合模拟计算出的泄漏速率与试验值最为吻合。通过对带有环形槽结构的针阀偶件进行试验验证,发现环形槽结构确实提高了针阀偶件的密封特性,并得到环形槽位置与针阀偶件密封效果之间的关系。同时试验测量了带有环形槽结构的针阀偶件对喷油器供油特性的影响,提出了使用此类针阀偶件的一些建议。结合仿真模拟和试验测试研究了喷油频率、喷油脉宽、喷油嘴拧紧扭矩对针阀偶件密封特性的影响。通过对针阀偶件密封特性的影响参数进行研究,为针阀偶件的优化设计和合理使用提供了理论依据。
【关键词】：高压共轨喷油器 针阀偶件 密封特性 流固耦合 环形槽
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK423
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 研究背景及意义11
• 1.2 高压共轨喷油器概述11-13
• 1.3 国内外研究现状13-16
• 1.3.1 精密偶件密封特性研究现状13-15
• 1.3.2 精密偶件流固耦合研究现状15-16
• 1.3.3 目前研究的不足之处16
• 1.4 本文主要研究内容16-18
• 第二章 高压共轨喷油器工作特性及针阀偶件密封机理18-32
• 2.1 高压共轨喷油器组成及工作原理18-20
• 2.1.1 高压共轨喷油器结构18
• 2.1.2 高压共轨喷油器工作原理18-20
• 2.2 高压共轨喷油器工作特性20-24
• 2.2.1 电磁阀驱动信号20-21
• 2.2.2 控制室燃油流动方程21-22
• 2.2.3 针阀运动方程22-24
• 2.3 针阀偶件密封机理分析24-31
• 2.3.1 针阀偶件的润滑及重要密封部位24-26
• 2.3.2 针阀偶件密封状态对供油特性的影响26-27
• 2.3.3 圆环缝隙泄漏分析27-29
• 2.3.4 针阀偶件燃油温度场分析29-30
• 2.3.5 针阀偶件径向变形分析30-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 针阀偶件密封特性的参数分析32-48
• 3.1 针阀偶件间隙油膜仿真分析32-35
• 3.1.1 Fluent求解介绍32-33
• 3.1.2 几何建模33
• 3.1.3 仿真条件设置33-34
• 3.1.4 仿真结果分析34-35
• 3.2 针阀偶件结构参数对密封特性的影响35-37
• 3.2.1 油膜轴向长度35-36
• 3.2.2 油膜厚度36-37
• 3.2.3 针阀直径37
• 3.3 喷油器工作参数对密封特性的影响37-40
• 3.3.1 燃油压力38
• 3.3.2 喷油频率和喷油脉宽38-40
• 3.4 密封锥面接触仿真分析40-47
• 3.4.1 几何建模40-42
• 3.4.2 接触单元设定42-43
• 3.4.3 仿真条件设置43
• 3.4.4 仿真结果分析43-44
• 3.4.5 密封带宽度对密封特性的影响44-47
• 3.5 本章小结47-48
• 第四章 针阀偶件的流固耦合分析48-69
• 4.1 流固耦合模型建立48-53
• 4.1.1 流固耦合介绍48-49
• 4.1.2 组建项目工程图49
• 4.1.3 几何建模49-50
• 4.1.4 仿真条件设置50-53
• 4.2 单向和双向流固耦合仿真结果分析和比较53-56
• 4.2.1 燃油压力对油膜密封面作用效果53-54
• 4.2.2 仿真结果分析和比较54-56
• 4.3 针阀偶件的双向流固耦合分析56-59
• 4.3.1 不同燃油压力下针阀偶件的耦合特性56-58
• 4.3.2 喷油嘴拧紧扭矩对针阀偶件耦合特性影响58-59
• 4.4 针阀偶件环形槽结构方案研究59-68
• 4.4.1 环形槽密封原理59-61
• 4.4.2 环形槽结构方案流固耦合分析61-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第五章 针阀偶件密封特性试验研究69-90
• 5.1 针阀偶件密封特性试验设计69-74
• 5.1.1 高压共轨燃油供给试验台69-70
• 5.1.2 试验方案设计70-72
• 5.1.3 试验装置设计和加工72-74
• 5.2 试验测量74-80
• 5.2.1 静态下泄漏量的测量74-75
• 5.2.2 动态下泄漏量的测量75-76
• 5.2.3 针阀偶件泄漏速率分析和比较76-78
• 5.2.4 规范性试验操作和一种新型喷油器拆装台78-79
• 5.2.5 试验台故障和解决方法79-80
• 5.3 环形槽结构方案试验研究80-84
• 5.3.1 密封特性试验80-83
• 5.3.2 喷油器供油特性试验83-84
• 5.4 喷油器关键参数的试验研究84-87
• 5.4.1 喷油频率对密封特性的影响试验84-85
• 5.4.2 喷油脉宽对密封特性的影响试验85-86
• 5.4.3 喷油嘴拧紧扭矩对密封特性的影响试验86-87
• 5.5 针阀偶件密封特性试验成果总结87-88
• 5.6 本章小结88-90
• 结论与展望90-92
• 参考文献92-97
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果97-98
• 致谢98-99
• 答辩委员会对论文的评定意见99

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张宝田;张丽敏;;针阀偶件配磨系统方案[J];现代零部件;2013年12期

2 李维敬;怎样延长柴油机喷油器针阀偶件的使用寿命[J];汽车运用;2004年12期

3 李建军;;柴油机新型针阀偶件的开发与研制[J];内燃机车;2009年05期

4 付水新;针阀偶件磨修角度的比较[J];内燃机车;1994年10期

5 陆耀祖;喷油器针阀偶件的耐久性和可靠性[J];西安建筑科技大学学报;1995年04期

6 陆耀祖,李正帅;工程机械柴油机喷油器针阀偶件的故障分析[J];现代车用动力;2002年01期

7 吕学敏;;喷油雾化不良不一定是针阀偶件本身有缺陷[J];农业机械;2005年07期

8 任诗福;闫有恒;;机车喷油器针阀偶件工艺改进与应用[J];内燃机车;2012年09期

9 谢露;郑安文;姜烽;谢剑刚;张光德;;独立润滑喷油器针阀偶件润滑与泄漏特性研究[J];机床与液压;2013年11期

10 孙家君,鲁渭铣;喷油器针阀偶件径部密封性的探讨[J];内燃机工程;1982年02期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 高树国;;改进喷油器针阀偶件检修方法[A];技师·传承[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 陈远洪;巧卸锈滞零部件[N];湖南科技报;2007年

2 嵇修;喷油嘴卡死的原因及修理方法[N];江苏科技报;2006年

3 邢台市农机化技术学校 张增会;喷油器常见故障检修[N];河北科技报;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 郭大庆;高压共轨喷油器针阀偶件密封特性研究[D];华南理工大学;2016年

2 许宗桢;16V280ZJ型柴油机针阀偶件的改进及使用情况[D];大连交通大学;2013年

3 温必剑;柴油机喷油器密封锥面涂层抗磨损技术研究[D];华南理工大学;2014年

，

本文编号：983997