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柴油机整体式喷油器设计及有限元分析

孙春鹏  
【摘要】:为满足日益严格的排放法规和不断降低燃油耗的要求,柴油机电控高压共轨燃油喷射技术已成为一项关键可行技术,利用该技术可以实现高压喷射以及喷油压力、喷油量、喷油定时和喷油率的柔性控制,代表着柴油机燃油喷射系统的发展方向。 论文分析几种典型的电控高压共轨燃油喷射系统及其喷油器的结构特点和工作原理,简要介绍自行设计的电控高压共轨燃油喷射系统的总体规划和各部件的基本结构。 重点对系统中的关键部件——整体式喷油器进行结构设计与有限元分析。对主要设计参数进行理论分析和计算研究,使系统可以获得⊿型喷油规律和150Mpa的共轨压力。利用专业三维造型软件建立较为精确的喷油器零件及其组件的三维模型;采用有限元法结构静力接触分析功能,计算喷油器体、控制活塞、控制阀座、导向体等组合部件的结构刚度和强度;应用与实际更为符合的位移和力的边界条件,其中采用薄层润滑膜的雷诺方程计算喷油器体和控制活塞配合缝隙中的燃油压力,以提高有限元分析的精度。针对计算结果中局部结构出现应力集中现象、喷油器体与控制活塞配合间隙存在着较大不均匀性等问题,分析产生的原因,提出改进措施。进行喷油器结构变参数设计,改进后喷油器组件的刚度及强度均得到了提高,有利于控制活塞的润滑和正常工作。


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