喷油器量孔块进出油孔的孔径大小研究.pdf

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1、第27卷第12期机械设计Vol．27No．122010年12月JOURNALOFMACHINEDESIGNDec．2010*喷油器量孔块进出油孔的孔径大小研究王宏生，苏长波，信幼平(北洋油泵油嘴有限公司，天津300230)摘要:高压共轨喷油器的回油量大小直接决定了高压泵所需的容量大小。在高压泵的容量确定之后，回油量大小就决定了共轨管所能达到的压力，即喷射压力。经过研究探索，发现喷油器中量孔块的孔径变化对喷油器的回油量大小产生影响。这项研究对今后设计量孔块提供了参考。关键词:量孔块;量孔块孔径;回油量;共轨喷油器;电控喷油器中图分

2、类号:TK422文献标识码:A文章编号:1001－2354(2010)12－0047－03电控高压共轨系统的喷油器中有一个重要的零根据流体力学原理，在压差相同的前提下，液体的件———量孔块，其形状如图1所示，它的进油孔与出油流量与孔的横断面积大小成正比。当由电磁阀操纵的孔的孔径大小不同，进油孔径一般是出油孔径的平衡阀瞬间打开时，由于量孔块的进油孔径小而出油40%～70%，它在喷油器中的作用是当平衡阀瞬间打孔径大，该空腔内的柴油瞬时流入少流出多，空腔内的开时，进油慢出油快，导致液压活塞顶部的油压迅速下油压瞬间下降，导致大大低于喷油

3、嘴储油腔内的油压，降，产生压差打开针阀喷油。产生的压差使喷油嘴针阀打开形成喷油。图1量孔块形状图2量孔块在喷油器中的作用由于量孔块进油孔径、出油孔径的大小及比值不同，导致喷油器的喷油量、瞬时响应速度和回油量也随2高压柴油流经油孔时的力学分析着发生较大变化。这项研究的目的是根据流体力学原理，建立一种科学的图表型模型，通过对一系列不同孔径的量孔块进行反复试验，对比分析研究，对该模型不2．1孔内流体的切应力断修正，提高其可靠性和便捷性，为今后的喷油器设计进油孔与出油孔的形状为短圆孔，在高压作用下，提供有益的帮助。孔中的柴油流动应属于湍

4、流。湍流中液体流动是杂乱无章地扩散在整个孔内流动，这种变化的现象称为脉1量孔块的作用原理动。湍流中不但速度有脉动，其他如流体压强等参数都存在脉动。量孔块在喷油器中的作用如图2所示，在喷油器研究湍流的方法采用统计时均法，这种方法是以的液压活塞顶部有一个小空腔，这一空腔内的进出柴某一个适当时间段内的时间平均参数作为基础来研究油分别由量孔块的进油孔和出油孔来与外界导通，量这段时间内的湍流时均特性。根据流体力学理论，对于孔块的进油孔径小于出油孔径。湍流中具有脉动性质的物理量S在T时间段内进行时在等待喷油时，液压活塞顶部空腔内的柴油处于均

5、化处理，则:静止状态，其油压与喷油嘴储油腔内的油压保持相同T1S=∫Sdt(即共轨管内的压力)。T0*收稿日期:2010－08－05;修订日期:2010－09－20作者简介:王宏生(1961—)，男，天津人，高级工程师，学士，专业方向:内燃机技术研究等。48机械设计第27卷第12期S为湍流物理量S在某一点上的时均值。运用统计在中心湍流区域，速度vx和y成对数关系，常称为时均法可以将湍流分为两个组成部分:一部分是用时湍流速度的对数分布规律，特点就是速度比较均匀，速均法表示的时均流动;另一部分是用脉动值表示的脉度梯度较小，其公式为:

6、动运动。τ01vx2=lny+C以统计时均法创立的普朗特混合长度理论，较好槡ρk地解决了湍流中的切应力、速度分布及阻力计算问题。式中:vx2———中心湍流区的轴向时均速度，m/s;3ρ———密度，kg/m;湍流中的时均切应力τ可以用粘性切应力和脉动切应k———混合长度系数，k=0．4;力之和来表示，即:C———积分常数，可以根据油孔中心处最大流速来确定。dv2dv2τ=μ+ρL()dydy式中:μ———液体动力粘度，Pa·s;3孔径大小与喷油器及回油量关系的dv－1———时均速度梯度，s;试验dy3ρ———密度，kg/m;L——

7、—混合长度，m。3．1试验条件、参数及试验过程高压柴油流过进出油孔时，由于孔壁的摩擦及分试验设备及附件:单次喷射油量及时点测量仪，油子附着力的作用，孔壁上有流体粘附，此处的流体运动泵试验台，9#高压泵，共轨管，2个喷油器(安装6个直速度为0，也就是时均速度和脉动速度都同时为0。这径为0.17mm的喷油嘴)，电控单元，流量计，油温表。种粘性作用必然影响壁面附近的流动，使湍流的脉动利用流体力学原理计算后得到的图表模型，加工与质点的混杂在靠近孔壁处受到抑制，虽然由于孔壁了一组试验用的不同进、出油孔孔径、不同孔面积比的的凹凸不平产生了涡

8、旋，但这些涡旋在离开孔壁一定量孔块，对其分别进行编号，见表1。由于流量与孔的距离后才能发展，因此孔壁处仍是以层流为主，这种层横截面积成正比，需要根据孔径计算出进、出油孔的面流称为粘性底层。粘性底层的厚度δ与流体的运动粘积比。设进油孔径为d，出油孔径为d1，则:2