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自封油枪主阀流场分析及结构改进

严浩  
【摘要】:加油枪作为加油系统中能源输出的终端设备,在向燃油车油箱注油的过程中起着使用便捷、可控性和输油可靠性高的作用。随着现代化的发展,对能源的高效性和新能源的开发逐渐成为目前生活中的主流。目前,在能源逐渐减少的环境中,对其加油的节能性、环保性和安全性有了更高的要求。在传统油枪的基础上逐渐研发出更便捷的自封式加油枪和油气回收加油枪,占据了国内外加油枪市场的主流。但市场传统自封油枪普遍存在小流量不自封和大流量易过敏的问题。本学位论文以XIDE80-B自封油枪的主阀为研究对象,分析了油枪出现问题的主要原因在于阀口处真空度的大小与阀口开度匹配不适。通过在阀座开设对称的两个阻尼孔,通过调节阀口前后的压力来实现真空度的改善。主要做了以下工作:1.对已有研究现状和自封油枪实际中所存在的问题进行综述,明确了所要研究的目的和意义为对主阀内部流场进行分析,进一步实现结构的最优化。2.对已有的主阀结构进行了稳态分析,根据流体力学基础建立相关的方程并计算得到稳态时主阀内部所产生的真空度与阀口开度大小和通过流量之间的关系。对影响主阀内部流场压力分布的因素做了探讨,得出阀芯锥角和阀座喉部长度为影响主阀内部压力分布的主要因素,确定了最佳阀芯锥角和阀座喉部长度。3.对造成主阀内部真空度的空化现象做了数值计算,分析了主阀开口度、阀芯锥角以及阀座喉部长度对空化的影响规律。进一步解释了阀内压力分布变化与空化的关系。4.采用动网格和UDF技术对加油枪主阀进行了瞬态分析,得到真空度随阀芯运动过程中变化规律和得到主阀响应开启时为0.124s,关闭时0.1 s,满足加油枪0.3秒之内跳枪标准;在阀座设立阻尼孔,分析了增设阻尼孔后的结构对主阀内部流道真空度的影响,并确定最优阻尼孔直径为0.66 mm。此后对最优阻尼孔模型下的真空度和响应进行了验证,确保到达预期的目的。


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