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柴油机喷油嘴针阀的公差设计方法
| 论文题名： | 柴油机喷油嘴针阀的公差设计方法 |
| 关键词： | 喷油嘴针阀;正交试验;公差设计;柴油机 |
| 摘要： | 喷油嘴偶件是柴油机喷射系统和燃烧系统的关键接口，旨在将一定压力的燃油经喷孔雾化后，均匀地喷射在柴油机燃烧室内，其性能直接对柴油机的功率、油耗、排放等指标产生重要影响。在喷油嘴偶件的实际加工中，由于设备、刀具、工艺等因素的影响，使得制造误差必然存在，导致喷油嘴的实际流量会存在一定偏差。当喷油嘴的实际流量偏差超过一定值时，就会降低柴油机的性能。因此，合理地设计其公差是喷油嘴偶件设计过程中重要的一个环节，目前在喷油嘴偶件的公差设计中，大多数采用经验设计的方法，不能很好地满足柴油机对喷油嘴出口流量稳定性的要求。本文在综合国内外相关研究的基础上，针对德尔福CRSN011-F型喷油嘴，进行了针阀公差设计方法的研究，主要研究内容包括以下几个方面： （1）分析了喷油嘴偶件的结构及其功能要求。根据喷油嘴偶件的功能要求，确定了影响其性能的形位公差类型，得到喷油嘴偶件圆柱面的圆度、圆柱面轴线的直线度、密封锥面的圆锥度、圆柱面素线的平行度等是影响其性能的主要因素。最后对SDT的基本理论进行了介绍和分析，为喷油嘴针阀的形位公差建模提供了基础。 （2）推导了喷油嘴针阀的公差数学模型，并研究了产品规范设计的基本理论。基于 SDT三维公差域建模理论，分别推导了针阀的外圆柱工作表面的圆度、针阀轴线的直线度、密封锥面的圆锥度的公差数学模型。然后介绍了利用Matlab与Catia联合建模技术生成零件规范模型的方法。最后分析了在Catia的VBA平台中对规范模型进行规范操作的基本步骤。 （3）测量了喷油嘴针阀的主要形位误差，并建立了其规范表面模型。首先介绍了三坐标测量机的测量原理和方法，利用设计的喷油嘴针阀的专用测量夹具，对喷油嘴针阀进行了测量实验，并对外圆柱工作表面的圆度、针阀轴线的直线度、密封锥面的圆锥度的误差进行了评定，得到了其误差范围。最后建立了喷油嘴针阀的规范表面模型，为对规范模型进行CFD分析提供了基础。 （4）实现了喷油嘴针阀的公差设计。根据计算流体力学软件对喷油嘴的喷油量进行了仿真，采用正交设计的方法，研究了喷油嘴针阀的主要形位公差对喷油嘴出口流量的影响规律，并选择了较优的公差值。最后通过对优化方案下的规范模型仿真与实验数据对比，验证了公差设计方案的合理性。 |
| 作者： | 张宇轩 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 孙永厚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 桂林电子科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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