本文關(guān)鍵詞：高壓共軌噴油器針閥偶件密封特性研究

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【摘要】：針閥偶件是高壓共軌噴油器中的精密偶件之一,燃油壓力升高時(shí),針閥偶件配對(duì)間隙發(fā)生變形容易出現(xiàn)泄漏增大或針閥卡滯的問(wèn)題,造成發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。針閥偶件的密封特性已經(jīng)成為提高高壓共軌噴油系統(tǒng)噴油壓力必須考慮的問(wèn)題。本文詳細(xì)介紹了高壓共軌噴油器的工作原理和重要的工作特性。應(yīng)用流體潤(rùn)滑和摩擦學(xué)原理,分析了針閥偶件的潤(rùn)滑和密封機(jī)理,指出針閥偶件起密封作用的兩個(gè)重要部位分別是間隙油膜和密封錐面。通過(guò)Fluent軟件對(duì)間隙油膜仿真模擬,分析了針閥偶件結(jié)構(gòu)參數(shù)和噴油器工作參數(shù)對(duì)針閥偶件密封特性的影響;利用Mechanical APDL軟件對(duì)密封錐面進(jìn)行接觸仿真,分析了針閥偶件碰撞時(shí)密封錐面附近接觸應(yīng)力分布以及密封帶寬度對(duì)密封錐面密封特性的影響。利用ANSYS Workbench對(duì)針閥偶件進(jìn)行流固耦合模擬計(jì)算,發(fā)現(xiàn)雙向流固耦合能更準(zhǔn)確的模擬計(jì)算出針閥偶件高壓變形對(duì)針閥偶件密封特性的影響。模擬結(jié)果分析了不同燃油壓力下,間隙油膜厚度分布的變化以及泄漏速率的變化規(guī)律。針對(duì)提高針閥偶件的密封特性,提出在針閥油膜密封面上加工環(huán)形槽的六種結(jié)構(gòu)方案。通過(guò)分析對(duì)比,發(fā)現(xiàn)環(huán)形槽結(jié)構(gòu)能夠提高針閥偶件的密封特性和潤(rùn)滑性能,并且其密封效果與環(huán)形槽的位置和數(shù)量有關(guān)。設(shè)計(jì)了針閥偶件密封特性測(cè)量的試驗(yàn)方案和試驗(yàn)裝置,對(duì)試驗(yàn)、模擬計(jì)算和解析法得到的針閥偶件泄漏速率規(guī)律進(jìn)行分析比較,比較結(jié)果顯示雙向流固耦合模擬計(jì)算出的泄漏速率與試驗(yàn)值最為吻合。通過(guò)對(duì)帶有環(huán)形槽結(jié)構(gòu)的針閥偶件進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)環(huán)形槽結(jié)構(gòu)確實(shí)提高了針閥偶件的密封特性,并得到環(huán)形槽位置與針閥偶件密封效果之間的關(guān)系。同時(shí)試驗(yàn)測(cè)量了帶有環(huán)形槽結(jié)構(gòu)的針閥偶件對(duì)噴油器供油特性的影響,提出了使用此類(lèi)針閥偶件的一些建議。結(jié)合仿真模擬和試驗(yàn)測(cè)試研究了噴油頻率、噴油脈寬、噴油嘴擰緊扭矩對(duì)針閥偶件密封特性的影響。通過(guò)對(duì)針閥偶件密封特性的影響參數(shù)進(jìn)行研究,為針閥偶件的優(yōu)化設(shè)計(jì)和合理使用提供了理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：高壓共軌噴油器 針閥偶件 密封特性 流固耦合 環(huán)形槽
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TK423
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 研究背景及意義11
• 1.2 高壓共軌噴油器概述11-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 精密偶件密封特性研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.2 精密偶件流固耦合研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.3 目前研究的不足之處16
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第二章 高壓共軌噴油器工作特性及針閥偶件密封機(jī)理18-32
• 2.1 高壓共軌噴油器組成及工作原理18-20
• 2.1.1 高壓共軌噴油器結(jié)構(gòu)18
• 2.1.2 高壓共軌噴油器工作原理18-20
• 2.2 高壓共軌噴油器工作特性20-24
• 2.2.1 電磁閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)20-21
• 2.2.2 控制室燃油流動(dòng)方程21-22
• 2.2.3 針閥運(yùn)動(dòng)方程22-24
• 2.3 針閥偶件密封機(jī)理分析24-31
• 2.3.1 針閥偶件的潤(rùn)滑及重要密封部位24-26
• 2.3.2 針閥偶件密封狀態(tài)對(duì)供油特性的影響26-27
• 2.3.3 圓環(huán)縫隙泄漏分析27-29
• 2.3.4 針閥偶件燃油溫度場(chǎng)分析29-30
• 2.3.5 針閥偶件徑向變形分析30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 針閥偶件密封特性的參數(shù)分析32-48
• 3.1 針閥偶件間隙油膜仿真分析32-35
• 3.1.1 Fluent求解介紹32-33
• 3.1.2 幾何建模33
• 3.1.3 仿真條件設(shè)置33-34
• 3.1.4 仿真結(jié)果分析34-35
• 3.2 針閥偶件結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)密封特性的影響35-37
• 3.2.1 油膜軸向長(zhǎng)度35-36
• 3.2.2 油膜厚度36-37
• 3.2.3 針閥直徑37
• 3.3 噴油器工作參數(shù)對(duì)密封特性的影響37-40
• 3.3.1 燃油壓力38
• 3.3.2 噴油頻率和噴油脈寬38-40
• 3.4 密封錐面接觸仿真分析40-47
• 3.4.1 幾何建模40-42
• 3.4.2 接觸單元設(shè)定42-43
• 3.4.3 仿真條件設(shè)置43
• 3.4.4 仿真結(jié)果分析43-44
• 3.4.5 密封帶寬度對(duì)密封特性的影響44-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第四章 針閥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 流固耦合介紹48-49
• 4.1.2 組建項(xiàng)目工程圖49
• 4.1.3 幾何建模49-50
• 4.1.4 仿真條件設(shè)置50-53
• 4.2 單向和雙向流固耦合仿真結(jié)果分析和比較53-56
• 4.2.1 燃油壓力對(duì)油膜密封面作用效果53-54
• 4.2.2 仿真結(jié)果分析和比較54-56
• 4.3 針閥偶件的雙向流固耦合分析56-59
• 4.3.1 不同燃油壓力下針閥偶件的耦合特性56-58
• 4.3.2 噴油嘴擰緊扭矩對(duì)針閥偶件耦合特性影響58-59
• 4.4 針閥偶件環(huán)形槽結(jié)構(gòu)方案研究59-68
• 4.4.1 環(huán)形槽密封原理59-61
• 4.4.2 環(huán)形槽結(jié)構(gòu)方案流固耦合分析61-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第五章 針閥偶件密封特性試驗(yàn)研究69-90
• 5.1 針閥偶件密封特性試驗(yàn)設(shè)計(jì)69-74
• 5.1.1 高壓共軌燃油供給試驗(yàn)臺(tái)69-70
• 5.1.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)70-72
• 5.1.3 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)和加工72-74
• 5.2 試驗(yàn)測(cè)量74-80
• 5.2.1 靜態(tài)下泄漏量的測(cè)量74-75
• 5.2.2 動(dòng)態(tài)下泄漏量的測(cè)量75-76
• 5.2.3 針閥偶件泄漏速率分析和比較76-78
• 5.2.4 規(guī)范性試驗(yàn)操作和一種新型噴油器拆裝臺(tái)78-79
• 5.2.5 試驗(yàn)臺(tái)故障和解決方法79-80
• 5.3 環(huán)形槽結(jié)構(gòu)方案試驗(yàn)研究80-84
• 5.3.1 密封特性試驗(yàn)80-83
• 5.3.2 噴油器供油特性試驗(yàn)83-84
• 5.4 噴油器關(guān)鍵參數(shù)的試驗(yàn)研究84-87
• 5.4.1 噴油頻率對(duì)密封特性的影響試驗(yàn)84-85
• 5.4.2 噴油脈寬對(duì)密封特性的影響試驗(yàn)85-86
• 5.4.3 噴油嘴擰緊扭矩對(duì)密封特性的影響試驗(yàn)86-87
• 5.5 針閥偶件密封特性試驗(yàn)成果總結(jié)87-88
• 5.6 本章小結(jié)88-90
• 結(jié)論與展望90-92
• 參考文獻(xiàn)92-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果97-98
• 致謝98-99
• 答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見(jiàn)99

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本文編號(hào)：983997