基于ANSYS高压环境柱塞副环形缝隙泄漏分析.pdf

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1、机械工程师MECHANlCALENGtNEER基于ANSYS高压环境柱塞副环形缝隙泄漏分析朱宝林，彭如恕f南华大学机械工程学院，湖南衡阳421001)摘要：针对0号轻质柴油在喷油泵高压环境下柱塞副缝隙间的泄漏问题，采用分段建立数学模型的方法，结合ANSYS与Fluent软件对喷油泵高压腔内的流体进行流场压力分析并且对高压喷油泵柱塞副间隙泄漏进行流固耦合计算分析，避免运算过程中计算量大、运算时间长等问题，得到Ⅱ贲油腔内压力变化情况及柱塞副形变量与其缝隙压力情况等结果。关键词：喷油泵，柱塞副间隙，燃油泄漏，流固耦合中图分类号：TH137文献标志码：B文章编号：1

2、002—2333(2017)02—0084—03LeakageAnalysisonAnnularSlotofPistonPairsunderHighPressureEnvironmentBasedonANSYSZHUBaolin．PENGRushu(CollegeofMechanicalEngineering，UniversityofSouthChina，Hengyan9421001，China)Abstract：Inordertosolvetheleakageproblemofthe0lightdieseloilinthegapbetweentheplun

3、gerandtheplungersleeveunderthehigh—pressureenvironmentoftherueIinjectionpump，amathematicalmodelisproposedtoavoidtheproblemsoflargecalculationandlongcomputationtime．ANSYSandFluentsoftwareareusedtoanalyzethepressureofthefluidinthehighpressurechamberoftheruelinjectionpump，andcarryoutt

4、hefluidsolidcouplingcalculationoftheleakageofthehighpressurefuelinjectionpumpplunger．Thepressureinthefuelinjectioncavity，anddeformationandgappressureofplungerpairareobtained．Keywords：fuelinjectionpump；gapbetweentheplungerandtheplungersleeve；fuelleakage；fluidsolidcoupling0引言喷油泵作为为发动

5、机提供定时、定压、定量燃油的工作机构，其柱塞副之间的泄漏成为影响喷油泵稳定工作的一大问题【1】。喷油泵泄漏量过多会造成3个方面的不良影响：1)喷油泵不能向发动机输送固定量的燃油，燃油损失过多导致发动机不能正常有效的工作。2)喷油腔内达不到要求的工作压力，使输送燃油得不到较好的雾化，发动机内雾化燃油燃烧不充分降低发动机的工作效率，尾气排放杂质较多。3)泄漏过多的燃油流至凸轮与滚子处，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缝隙的情况对喷油泵和发动机稳定高效的工作至关重要，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。1

6、喷油泵工作原理及泄漏机理电控机械式喷油泵(EUP)主要由电控和机械两部分组成，电控部分主要作用是高压燃油的电控喷射，即通过采集到柴油机的各种信号，使柴油机在定时、定量、定压下工作，保证柴油机的最佳工作状态。机械部分是由柱塞副、凸轮、滚子和弹簧等机构组成，主要作用是通过凸轮与柱塞的相互作用压缩喷油泵腔内燃油达到工作压力【2】。喷油泵基本结构如图1所示。图1为喷油泵内部机械结构原理图，其中包括：泵体、凸轮、挺柱、柱塞、柱塞套、弹簧、滚子、电磁锥阀等。当发动机正常工作时发动机主轴通过连接盘驱动泵体内凸轮运动带动凸轮上柱塞上下往复运动，同时驱动输油泵工作从油箱向泵体

7、内输送燃油。喷油泵从吸入燃油到喷油经历4个过程：1)吸油过程。柱塞从上止点到下止点电磁锥阀打开，泵体内进油道与喷油泵腔连通，燃油进入腔内。2)预压缩过程。柱塞移动至下止点向上运动，电磁阀保持开启状态，燃油充满内腔并通过回油道溢出。3)泵油过程。柱塞继续向上运动电磁阀关闭，高低压油路被分隔，腔内燃油被上行柱塞压缩产生高压，到达标定压力阻尼阀开启，喷油泵喷油。4)泄压过程。柱塞继续上行电磁锥阀开启，高低压油路接通高压燃油通过锥阀泄出进入回油道，腔内压力为低压。如此反复循环，不断地向发动机腔内泵人高压燃油。2数学模型的建立2．J层流模型的建立84l2017年第2期

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