【摘要】：為了提高柴油機(jī)燃油噴射壓力,必須減小噴油器的燃油泄漏量。針閥偶件是電控噴油器中的精密偶件之一,對(duì)噴油器高壓油路的密封有重要作用。本文運(yùn)用流體力學(xué)、傳熱學(xué)和摩擦學(xué)原理,分析了針閥偶件的工作原理并建立了針閥偶件的控制方程;針對(duì)高壓油路的壓力波動(dòng)現(xiàn)象通過理論分析和試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合,建立了基于單次噴射的噴油器入口壓力波動(dòng)模型。利用Fluent進(jìn)行數(shù)值模擬,分別研究了動(dòng)態(tài)下針閥偶件的結(jié)構(gòu)參數(shù)和噴油器工作參數(shù)對(duì)其密封特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)單因素影響下,增大偶件配合間隙、減小密封面長度、提高燃油壓力、針閥的偏心或傾斜、管路壓力的波動(dòng)均降低針閥偶件的密封性,噴油脈寬對(duì)密封性影響不大。基于ANSYS Workbench,對(duì)針閥偶件的靜態(tài)泄漏進(jìn)行了單向流固耦合和熱流固耦合數(shù)值模擬,結(jié)果表明:熱變形對(duì)間隙油膜的影響小于壓力造成的變形,兩種數(shù)值計(jì)算方法得到的間隙油膜厚度沿軸向變化趨勢(shì)基本一致;當(dāng)針閥偶件間隙油膜入口燃油壓力為120MPa時(shí),相比于流固耦合,考慮熱變形時(shí),針閥同心、偏心率為0.5、傾斜率為0.25時(shí)出口截面的平均油膜厚度分別提高了18.28%,17.09%,21.61%。結(jié)合試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)熱流固耦合計(jì)算方法能更真實(shí)的反映針閥偶件的形變。基于熱流固耦合分析了不同壓力下,針閥偶件同心、偏心、傾斜時(shí)針閥偶件的流場(chǎng)、溫度場(chǎng)以及變形,研究發(fā)現(xiàn)壓力越高,間隙油膜出口溫度越高,針閥偶件彈性變形和熱變形越大。相比針閥同心,針閥的偏心和傾斜時(shí)間隙油膜平均流速和溫升更高,導(dǎo)致間隙燃油的泄漏速率增大。減小材料的線膨脹系數(shù),強(qiáng)化針閥偶件的換熱可以減小間隙油膜的厚度,提高針閥偶件的密封性。采用熱流固耦合方法分析針閥偶件偏心和傾斜時(shí)的平均油膜變化,結(jié)果表明:針閥的偏心使間隙油膜平均厚度減小,針閥的傾斜使平均油膜厚度升高,隨著壓力升高這一趨勢(shì)更加明顯;針閥偏心和傾斜時(shí),隨壓力升高沿周向間隙油膜的均勻性變好。
【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】：2018
【分類號(hào)】：U464.136
【圖文】：

共軌管，電控噴油器，油器電磁閥激勵(lì)信號(hào)控制電磁閥理想的噴油規(guī)律[11]。在高壓共軌控噴油器能根據(jù)實(shí)際工況需求自自由調(diào)節(jié)噴油規(guī)律：預(yù)噴油、主獲得契合燃燒放熱規(guī)律的最佳的統(tǒng)的機(jī)械式供油系統(tǒng)，高壓共軌、噴油壓力均可獨(dú)立控制，以 BO器的研究上走在行業(yè)前列。目前滿足未來排放法規(guī)的第三代壓電增壓式噴油器噴射壓力可達(dá) 250M噴射過程，現(xiàn)階段單循環(huán)的噴油次術(shù)的發(fā)展提高了柴油機(jī)的排放性

因此需要適當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)面間隙，一般為 2~4μm。當(dāng)未噴油時(shí)，高壓燃油將從此間隙泄漏（靜態(tài)泄漏）；在噴油過程中，由于閥處于開啟狀態(tài)，因此高壓燃油會(huì)通過進(jìn)油口和出油口經(jīng)低壓管路持續(xù)流出（動(dòng)態(tài)泄漏）。圖 1-2 是現(xiàn)階段傳統(tǒng)噴油器與 G4S 噴油器每循環(huán)燃油的泄漏量隨燃油壓力的關(guān)系，可以看出現(xiàn)階段的噴油器在低壓下每循環(huán)的燃油泄漏量較理想，靜態(tài)密封較好，但隨著燃油壓力的提高，總泄漏量呈指數(shù)增長，且靜態(tài)泄漏占比越來越大，因此要實(shí)現(xiàn)第四代共軌系統(tǒng)的噴射精度和霧化效果，要大幅提高電控噴油器的密封性能[12]。電控噴油器包含針閥和柱塞兩大精密偶件，兩者的密封性能影響噴油器工作時(shí)的噴射壓力，當(dāng)燃油壓力升高時(shí)影響更加明顯。目前，國家新時(shí)期排放法規(guī)的實(shí)施，對(duì)柴油機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性提出了更高的要求，相關(guān)企業(yè)也提出了“動(dòng)力”與“智能”的開發(fā)理念，“動(dòng)力”意味著可以提供 250~300MPa的極高噴射壓力；而“智能”意味著先進(jìn)的閉環(huán)控制系統(tǒng)

塞 7 上端面的液壓力降低，而盛油槽 10 內(nèi)（近似共軌管壓力）。由于進(jìn)油節(jié)流孔 6抬起，噴油過程開始。噴油量和噴油規(guī)律、進(jìn)油節(jié)流孔、回油節(jié)流孔、盛油槽結(jié)構(gòu)油器控制室部分放大圖如圖 2-1（b）所示 2-2（c））號(hào)消失，電樞在復(fù)位彈簧 21 的作用下向油經(jīng)由進(jìn)油節(jié)流孔進(jìn)入控制室 17，在控制塞 7 上端面的力增加，再加上復(fù)位彈簧 1，于是針閥落座，噴油結(jié)束。進(jìn)油節(jié)流孔噴油量。結(jié)構(gòu)和工作原理

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李丕茂;張幽彤;謝立哲;胡林峰;;共軌系統(tǒng)多次噴射油量波動(dòng)與軌壓的關(guān)系[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2014年10期

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本文編號(hào)：2749773