柴油机高压油管密封性能分析

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1、柴油机高压油管密封性能分析李玉婷2015年1月中图分类号：TK402UDC分类号：621.4柴油机高压油管密封性能分析作者姓名李玉婷学院名称机械与车辆学院指导教师廖日东教授答辩委员会主席魏春源教授申请学位工学硕士学科专业动力工程及工程热物理学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月AnalysisonSealingPerformanceofHighPressureFuelPipeofDieselEngineCandidateName：YutingLiSchoolorDepartment：Schoolof

2、MechanicalEngineeringFacultyMentor：Prof.RidongLiaoChair，ThesisCommittee：Prof.ChunyuanWeiDegreeApplied：MasterofPhilosophyMajor：PowerEngineeringandEngineeringThermophysicsDegreeby：BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefense：Jan.2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指

3、导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要柴油机密封件的可靠性是关系到柴油机使用寿命及性能的基本问题之一。密封介质种类较多，密封结构形式多样，工作环境恶劣，这些原因使得完全解决密封问题十分困难。高压油管是燃油从喷油泵

4、输送到喷油器的重要通道，随着柴油机强化程度的不断提高，燃油喷射压力不断增加，对高压油管管接头密封的可靠性提出了更加苛刻的要求。本文从表面粗糙度对密封性能的影响入手，开展了以下几方面的工作：（1）系统地梳理了表面粗糙度的表征方法以及相关的接触理论模型的研究进展，总结了各种表征方法及理论接触模型的特点及不足。随后提出了采用离散傅里叶变换快速算法（FFT）对实测表面形貌进行表征的方法。（2）通过编程实现了W-M函数表面和实测表面有限元模型的建立，以此实现了考虑表面形貌的粗糙表面接触特性的有限元分析，并对不同粗糙形貌的

5、二维简化模型进行了数值计算，分析了不同简化建模方法对接触特性的影响。（3）通过分析不同粗糙度实测表面及相同粗糙度不同形貌表面的数值模型的计算结果，研究了粗糙度等级及具体形貌细节对粗糙表面接触特性的影响，进而分析了其对密封性能的影响。（4）针对特定实测表面进行不同载荷下的加载-卸载-再加载的有限元模拟，得到了不同位移载荷作用下该实测表面的载荷-变形量曲线和实际接触面积比例-无量纲平均接触压力曲线，进而提出了此实测表面在多次加载过程中实际接触面积比例随无量纲平均接触压力变化的数学模型，该模型为高压油管接触面预处理及

6、管接头拧紧力矩的选择提供了理论依据。（5）对某柴油机高压油管管接头进行数值仿真，分析了模型的VonMises应力及接触压力分布，并根据前文所得结论，基于实际接触面积对其密封性能进行了评价。关键词：高压油管；分形；接触密封；表面形貌；数值仿真I北京理工大学硕士学位论文AbstractThereliabilityofthesealsisoneofthebasicissuesrelatedtotheperformanceandservicelifeofinternalcombustionengine.Theseali

7、ngproblemisdifficulttobesolvedperfectlybecauseofthevarietyofsealingmediumtype,themultiformityofsealingstructureformsandtheircruelworkingconditions.Highpressureoilpipeistheimportantchanneltoconveythefuelfromfuelpumptoinjector.Withtheincreasingofstrengthenedde

8、greeofdieselengine,thefuelinjectionpressureraisescontinually,whichrequirehighersealingreliabilityofthepipejoints.Tostudytheeffectsofsurfaceroughnessonthesealingperformance,worksofthispaperwereca