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高速高压条件下喷油泵泄漏研究及成因分析
| 论文题名： | 高速高压条件下喷油泵泄漏研究及成因分析 |
| 关键词： | 汽车动力系统;喷油泵;燃油泄漏;有限元分析;正交试验设计法 |
| 摘要： | 在汽车动力系统中喷油泵一直都扮演着至关重要的作用，作为为发动机提供定时、定量、定压的雾化燃油的机构，它的结构与性能改进一直都是提高发动机稳定工作、节约燃料和减少尾气污染环境的重要内容。 由于喷油泵的作用是通过柱塞与凸轮传动将低压燃油压缩为高压，并通过喷嘴向发动机提供高质量的雾化燃油，因此在泵体内柱塞与柱塞套之间的间隙成为喷油泵内燃油泄漏的主要途径，而喷油泵内高压腔燃油压缩阶段也势必会成为燃油通过柱塞间隙泄漏的主要阶段。通过柱塞副间隙泄漏的燃油流至凸轮与滚子传动处,稀释之间的润滑油，导致凸轮与滚子磨损加快缩短其工作寿命。因此喷油泵工作过程柱塞副间隙的泄漏情况对喷油泵和发动机高效、稳定的工作至关重要，分析柱塞副间隙处的流场有利于喷油泵的进一步改进和优化。 本文针对电控单体式组合泵，在阅读大量相关文献和充分了解该系统工作原理的前提下，对0号轻质柴油在单体泵高压环境下柱塞副缝隙中的泄漏问题，综合分析各种因素对单体泵高压过程中泄漏情况的影响。运用大型有限元分析软件ANSYS中的结构和流体分析模块，考虑柱塞副间隙处存在腔内燃油泄漏和间隙处高压泄漏燃油对柱塞偶件的变形等问题，对喷油泵建立流体模型和流固耦合模型。为解决仿真模拟过程中计算机运算量大，运算时间长的问题，提出分段建立数学模型模拟的方法以减少运算负荷和计算周期。通过计算得到单体泵高压腔和缝隙处流场的情况以及柱塞副因高压燃油产生的变形情况。以缝隙处的泄漏量为指标，通过实验验证以保证数学模型的准确性，为随后的优化改进奠定基础。采用单因素分析法，综合分析影响单体泵泄漏变化的因素，在原始模型的基础上，改变泄压槽的结构参数，利用正交试验设计方法，模拟得到各个因素影响程度和理论最优方案，综合考虑实际与理论情况，最终得到理想的最优方案。 本文对电控单体组合泵做了充分的介绍，并针对泄漏情况综合分析和改进，为单体泵的结构优化和性能提高提供技术依据，同时也为今后电控单体组合泵的优化设计提供了合理的方法和理论借鉴。 |
| 作者： | 朱宝林 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 彭如恕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南华大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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