针对柴油机喷油器针阀与针阀座的研究,很难通过实验手段测得其碰撞过程的应力值,且传统研究通常是采用应力计算公式对针阀与针阀座的撞击应力进行推导计算,即使是目前采用显示动力学这种新颖的方法计算针阀与针阀座的撞击应力,也只分析计算了针阀与针阀座在一次撞击过程中的撞击应力,鲜有对其撞击过程进行详细的分析。另外还有一部分研究是采用实验的方法研究针阀与针阀座的撞击情况,得到针阀与针阀座在工作一段时间后的磨损磨痕图片,或者是估计其磨痕深度。对于将针阀与针阀座的多次撞击过程与磨损综合起来进行分析的基本上还没有。故对柴油机针阀偶件的撞击磨损进行更深入、系统地分析是十分有必要的。对比多种研究方法,本文采用了有限元分析法并结合磨损实验分析对柴油机喷油器中的针阀偶件进行撞击磨损研究。主要思路为有限元法与实验相结合,系统分析针阀偶件的撞击磨损。以某企业提供的喷油器为研究对象,主要做了以下工作:(1)喷油器针阀偶件撞击稳定性研究首先基于有限元法对针阀与针阀偶件的第一次撞击进行分析,并整理第一次撞击分析的结果,然后分析判断针阀偶件第一次的撞击规律以及有限元模型的准确性,然后根据柴油机正常工作过程中喷油器针阀偶件的运动规律,结合有限元分析软件的二次开发功能,对针阀偶件的多次撞击进行分析,并分析其撞击过程的规律,提出并完善针阀偶件多次撞击稳态的评价指标,得到撞击稳定后的最大接触应力。(2)针阀偶件的撞击磨损实验研究其次基于得到的撞击稳定后的最大接触应力值以及多次撞击过程,并结合针阀偶件在柴油机中正常工作时的实际运动规律,分析判定针阀偶件的最主要的磨损型式,然后对针阀偶件进行磨损实验分析,得到磨损实验的动态摩擦系数与磨损量,利用经典的磨损公式计算出磨损系数,以此得到磨损体积和磨损深度,并预测针阀偶件的撞击磨损寿命。(3)针阀偶件的结构优化设计最后基于正交实验设计结合多次喷油器的工作原理及各项参数的影响规律对针阀偶件的结构进行优化设计分析,按照针阀偶件的技术规范以及选取其对柴油机喷油器喷油规律影响较小的结构参数,并设置合理的水平,按照标准化的正交表随机对针阀偶件进行多次撞击分析,结合撞击磨损实验得到的磨损规律判定优化实验的准确性与可靠性,最后得到优化后的结构,再次对优化后的针阀偶件进行多次撞击稳定分析的验证实验,得到稳定后的最大接触应力,并根据其值预测其撞击磨损寿命;最后判断优化后的针阀结构的撞击磨损寿命是否大于设计值6000h,从而通过提高针阀偶件的使用寿命来提升柴油机的整体排放性能和燃油经济性。通过对柴油机针阀偶件的撞击稳态响应分析与磨损实验研究,可以更加详细地了解其撞击磨损规律,便于在设计过程中选取合适的参数,提高喷油器的工作可靠性与柴油机的燃油经济性。且能为柴油机针阀偶件的优化设计提供比较系统性的思路。