针阀偶件是高压共轨喷油器中的精密偶件之一,燃油压力升高时,针阀偶件配对间隙发生变形容易出现泄漏增大或针阀卡滞的问题,造成发动机不能正常运转。针阀偶件的密封特性已经成为提高高压共轨喷油系统喷油压力必须考虑的问题。本文详细介绍了高压共轨喷油器的工作原理和重要的工作特性。应用流体润滑和摩擦学原理,分析了针阀偶件的润滑和密封机理,指出针阀偶件起密封作用的两个重要部位分别是间隙油膜和密封锥面。通过Fluent软件对间隙油膜仿真模拟,分析了针阀偶件结构参数和喷油器工作参数对针阀偶件密封特性的影响;利用Mechanical APDL软件对密封锥面进行接触仿真,分析了针阀偶件碰撞时密封锥面附近接触应力分布以及密封带宽度对密封锥面密封特性的影响。利用ANSYS Workbench对针阀偶件进行流固耦合模拟计算,发现双向流固耦合能更准确的模拟计算出针阀偶件高压变形对针阀偶件密封特性的影响。模拟结果分析了不同燃油压力下,间隙油膜厚度分布的变化以及泄漏速率的变化规律。针对提高针阀偶件的密封特性,提出在针阀油膜密封面上加工环形槽的六种结构方案。通过分析对比,发现环形槽结构能够提高针阀偶件的密封特性和润滑性能,并且其密封效果与环形槽的位置和数量有关。设计了针阀偶件密封特性测量的试验方案和试验装置,对试验、模拟计算和解析法得到的针阀偶件泄漏速率规律进行分析比较,比较结果显示双向流固耦合模拟计算出的泄漏速率与试验值最为吻合。通过对带有环形槽结构的针阀偶件进行试验验证,发现环形槽结构确实提高了针阀偶件的密封特性,并得到环形槽位置与针阀偶件密封效果之间的关系。同时试验测量了带有环形槽结构的针阀偶件对喷油器供油特性的影响,提出了使用此类针阀偶件的一些建议。结合仿真模拟和试验测试研究了喷油频率、喷油脉宽、喷油嘴拧紧扭矩对针阀偶件密封特性的影响。通过对针阀偶件密封特性的影响参数进行研究,为针阀偶件的优化设计和合理使用提供了理论依据。