柴油机直列式喷油泵腔压力波动及关键调试工艺研究

摘要

近年来柴油机的技术的快速发展,以其良好的经济性、动力性和排放性,在能源利用方面占据着重要的地位。降低柴油机排放、提高动力性、经济性的关键在于改善其燃烧过程,而改善燃烧过程则在于喷油系统、进气系统和燃烧室结构三者进行良好的组合和匹配,其中燃油喷射系统的喷射质量对柴油发动机的工作性能的影响至关重要。
　　 在当前的柴油机燃油喷射系统中,柴油机直列式喷油泵燃油喷射系统因其技术成熟、制造及装配成本低而得到广泛应用,在现用柴油机中占据的份额最大。喷油泵合理使用和调试性能高低直接关系到发动机的动力性、经济性和排放性能。
　　 对柴油机的合理使用和喷油泵的性能调整是今后石油能源合理利用的一个重要方面。本研究就是针对柴油机喷油泵的合理调试为目标,通过理论分析影响喷油泵喷油量均衡性的影响因素以及喷油泵调试工艺为出发点展开的。
　　 本文基于喷油泵腔内燃油液流的三维非定常粘性流体的流动,建立了相应喷油泵腔内压力波动数学模型。并根据喷油泵内压力波动对喷油量均衡性的影响,对影响喷油泵泵腔内的压力波动和喷油泵各缸燃油供油量的均衡性的因素展开了研究。在此基础上,分析了因单缸供油量的变动对喷油量均衡性的影响,以及因单缸喷油量变动确定喷油泵各缸调整顺序的过程。
　　 论文主要对以下方面展开了研究:
　　 1.分析了柴油机直列式喷油泵结构和工作原理,并在对喷油泵实体测绘的基础上,采用SolidWorks软件建立喷油泵实体模型。
　　 2.对喷油泵内燃油压力波动产生的机理进行了研究,并采用数值方法对机械直列式喷油泵燃油喷射系统工作模型进行了数学描述。根据对喷油泵原理理论模型分析,建立了喷油泵泵腔内压力波动的数学模型方程,完成了机械式直列喷油泵燃油喷射系统工作模型的构建。
　　 3.采用FUIENT流体分析软件和HYDSIM软件为仿真工具,利用前期建立的喷油泵实体模型参数,建立柴油机直列式喷油泵燃油系统模型。并运用模型开展了喷油泵腔内压力波动仿真的研究工作。以不同工况下的喷油泵腔内压力变动为研究对象,探讨各关键参数对喷油泵腔内压力波动和喷油量的影响。
　　 4.以仿真结果指导喷油泵调试调试工艺,优化喷油泵调试过程。
　　 5.对调试后的喷油泵与原机在发动机台架上做对比试验,测定柴油机的动力性、经济性和排放性,以确定以发动机综合性能兼顾的柴油发动机调试新工艺。