【摘要】：當(dāng)前,柴油機(jī)的高增壓比、高功率密度的發(fā)展需求推動(dòng)了高壓共軌技術(shù)的快速飛躍,然而這也使得高壓共軌柴油機(jī)中的關(guān)鍵零部件,如噴油器和高壓油管熱負(fù)荷以及機(jī)械負(fù)荷大幅度增加,都對柴油機(jī)的可靠性提出了嚴(yán)峻要求,因此開展對高壓油管的力學(xué)特性以及噴油器的熱強(qiáng)度進(jìn)行精確的分析以合理控制負(fù)荷就顯得格外重要。本文首先針對共軌系統(tǒng)中的高壓油管受到高壓高頻沖擊產(chǎn)生的破裂和漏油的失效性問題,通過建立了高壓油管-燃油耦合模型,采用流固耦合數(shù)值仿真方法對高壓油管進(jìn)行了力學(xué)分析,并與實(shí)測振動(dòng)數(shù)據(jù)對比,分析了油壓的高頻沖擊引起的油管疲勞破壞的主要原因,同時(shí)在此基礎(chǔ)上,探究了預(yù)緊力大小、密封面開槽以及自增強(qiáng)技術(shù)對高頻沖擊的影響規(guī)律。仿真分析表明:未經(jīng)強(qiáng)化時(shí),油管在工作壓力下的最大應(yīng)力為328.16 MPa,且最大應(yīng)力部位位于油管內(nèi)壁面;經(jīng)過自增強(qiáng)強(qiáng)化后,油管在工作壓力下最大應(yīng)力為234.64 MPa,最大應(yīng)力位置從內(nèi)壁面轉(zhuǎn)移到中間層壁面,最大應(yīng)力下降了28.5%,這表明采用自增強(qiáng)工藝能夠有效提高油管的承壓能力,降低壁面應(yīng)力以延長油管的使用壽命。其次,圍繞噴油器的散熱冷卻問題,建立了噴油器-燃油、冷卻液耦合模型,采用了實(shí)際工作狀態(tài)的邊界條件及初始條件,對噴油器進(jìn)行了兩輪交叉迭代的仿真分析,研究結(jié)果表明:噴油器噴射孔處的溫度最高,最高能達(dá)到231.1℃,在流固耦合傳熱分析的基礎(chǔ)上,同時(shí)考慮熱負(fù)荷及機(jī)械負(fù)荷對噴油器進(jìn)行了熱-固耦合強(qiáng)度分析,重點(diǎn)分析了冷卻液溫度對散熱性能的影響,并對應(yīng)力集中區(qū)域從降低冷卻液入口溫度以強(qiáng)化散熱和結(jié)構(gòu)優(yōu)化兩方面進(jìn)行了優(yōu)化,研究發(fā)現(xiàn):冷卻液入口溫度的降低可以有效降低噴油器溫度,進(jìn)而降低熱應(yīng)力,當(dāng)冷卻液入口溫度從75℃降低到35℃時(shí),噴油器最高溫度降低了12.93%。在此基礎(chǔ)上,對蓄壓腔法蘭連接部位進(jìn)行1 mm加厚可以有效減少應(yīng)力集中,通過兩方面的優(yōu)化可使疊加應(yīng)力降低18.6%。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK423
【圖文】：

圖 1-3 高壓共軌噴射系統(tǒng)總圖[21]Figure 1-3 High-pressure common rail injection system圖 1-4 高壓共軌噴射系統(tǒng)實(shí)物圖[22]Figure 1-4 High pressure common rail injection system physical figure眾多學(xué)者針對共軌噴射系統(tǒng)進(jìn)行了豐富的研究并取得了長足的

6圖 1-4 高壓共軌噴射系統(tǒng)實(shí)物圖[22]re 1-4 High pressure common rail injection system physical f學(xué)者針對共軌噴射系統(tǒng)進(jìn)行了豐富的研究并取得了嘴的噴射特性、電磁閥的響應(yīng)速度以及高壓油管的oteriou C 等[23]通過測試證實(shí)了柴油機(jī)在工作壓力即氣液兩相態(tài)；A Sou[24]等人建立了二維噴嘴可視對空穴現(xiàn)象產(chǎn)生的影響，結(jié)論指出：兩者對空穴，而非雷諾數(shù)。Suh H K[25]等人建立了二維噴油嘴比（L/D）下油嘴的噴霧特性；OdaT[26]等使用放大閥偏心對噴油霧化的影響。2007 年 Zhi[27]等建立了學(xué)模型，采用分區(qū)迭代的耦合方法進(jìn)行了仿真，并：控制室中的進(jìn)出節(jié)流孔直徑對噴射性能的影響

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2737510