噴油器是高壓共軌系統(tǒng)最核心的部件,能夠根據(jù)發(fā)動機各缸工況準確的控制噴油時間及噴油量。要實現(xiàn)噴油器定時、定量、定壓的噴射,偶件之間的密封極為重要,控制柱塞偶件作為電磁閥與針閥之間的動力傳遞橋梁,其間隙直接影響了柱塞的密封性�？刂浦c柱塞套之間的間隙設計,既要保證柱塞運動的靈活性,又要盡可能地減小泄漏量,以實現(xiàn)高壓噴射。因此,分析噴油器柱塞偶件間隙流場情況十分必要。本文針對高壓共軌噴油器,簡要介紹了該型號噴油器的工作原理,對偶件間隙燃油泄漏機理進行理論分析�？紤]到控制腔內(nèi)燃油對柱塞偶件間隙處燃油泄漏的影響,采用分段建立控制腔和偶件間隙數(shù)學模型的方案,大幅減少計算量和計算周期。利用有限元軟件Ansys的結構和流體分析模塊,分別對控制腔和間隙進行流場仿真分析,對間隙處部分的柱塞偶件進行流固耦合分析。計算得出柱塞靜態(tài)及上升行程的間隙燃油泄漏情況,以及柱塞偶件因間隙處高壓燃油作用產(chǎn)生的變形情況。并通過共軌噴油器試驗臺測量間隙靜態(tài)泄漏量,驗證了數(shù)值分析模型的準確性,為后續(xù)的優(yōu)化方案提供基礎。采用單因素優(yōu)選法,在噴油器原始結構的基礎上,改變柱塞偶件的四個關鍵結構參數(shù):柱塞頂部距第一個泄壓槽距離L_1、泄壓槽形狀Q、泄壓槽數(shù)量X、泄壓槽之間距離H。通過數(shù)值模擬得到使間隙泄漏量減少的較優(yōu)單一參數(shù)值。采用正交試驗設計法,選擇直線圓弧形泄壓槽,其余三個參數(shù)在較優(yōu)參數(shù)范圍內(nèi)進行正交試驗,得出各個影響因素的主次順序和使間隙泄漏量最少的參數(shù)優(yōu)化方案。結合實際情況,得到理想的最優(yōu)化方案為:L_1=3.10mm、X=3、H=3.90mm。
【學位單位】：南華大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TK403
【部分圖文】：

增長 10.51%，汽車尾氣排放已經(jīng)成為許多大中城市的首要空氣污源，占非供暖季空氣污染的 50%以上。在當前推進綠色發(fā)展理念的形勢下對機動車排放采取了嚴格監(jiān)管，自 2001 年在全國范圍內(nèi)實施國 I 排放標準，排放法規(guī)不斷升級，將于 2019 年 7 月 1 日實施國 VI 排放標準，國 VI 標國 V 標準的基礎上對污染物的排放限制更加嚴苛，可以說是目前世界范圍嚴格的排放標準之一。此外，我國能源消耗量巨大，其中內(nèi)燃機的能源消耗很大比重，由于生產(chǎn)制造水平和技術等原因，我國的內(nèi)燃機能源消耗比國外產(chǎn)品高 10%~20%，仍有較大發(fā)展空間，因此降低內(nèi)燃機的油耗具有十分重現(xiàn)實意義[1]。使用高壓共軌系統(tǒng)這一新型供油方式（如圖 1.1），來優(yōu)化柴油機的燃油方式，將噴油壓力蓄壓過程與噴油器噴射過程分開，可將軌壓提高0~300MPa，油耗降低 2.5%左右，不僅能夠提高柴油機的熱效率，而且降低油機的污染物排放[2]。

圖 1.2 高壓共軌噴油器結構圖gure 1.2 Structure diagram of high pressure common rail fuel inje外研究現(xiàn)狀共軌系統(tǒng)和電控噴油器研究現(xiàn)狀外有許多大型公司從事高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)的研發(fā)日本電裝公司的 ECD-U2 系統(tǒng)、德國博世公司的 CR 系DCR 系統(tǒng)以及西門子公司的威迪歐等[9,10]。日本電裝公噴射的方式來降低缸內(nèi)氮氧化物含量，后處理采用顆國博世公司采用超高壓噴射方式和尿素催化還原的后一代噴油器的研究重點在于超高壓噴射和高精度控制廠家和研究者的共識。enso 公司作為開啟高壓共軌系統(tǒng)時代的先驅(qū)者，最早于

圖 1.3 Denso 低回油噴油器Figure 1.3 Denso low oil return fuel injectorosch 公司于 1997 年將高壓共軌產(chǎn)品投入市場，適配 3-8使用全新降噪技術和油量可控的噴油泵，適配功率在 55Ksch 公司在后期針對提高噴油器精度得到了許多成果。如在噴油器體上增加可快速啟動、關閉的壓電執(zhí)行機構，比少了 3/4 的運動部件和總質(zhì)量，并極大提升了響應速度。加了平衡閥結構，并去除柱塞，預留空間給其他部件，將底部，大大減少了運動部件質(zhì)量。
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本文編號：2879938