【摘 要】
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作为高压共轨柴油机的的重要组成部件,高压油泵能否实现稳定、高效的供油将对整个柴油机的工作产生较大影响。由于其燃油压缩周期短、燃油流速大、阀芯的不断运动引起腔内压力波动,高压油泵内流场结构错综复杂。本文结合Fluent动网格技术,对供油泵工作过程进行了数值模拟仿真。主要工作内容如下:(1)建立了供油泵配流阀仿真计算所需的物理模型。基于牛顿第二定律分别建立进、出油阀阀芯的受力平衡方程,并以此编译阀芯运
【基金项目】
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中国北方发动机研究所项目“某型号共轨高压供油泵匹配设计课题研究”;
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作为高压共轨柴油机的的重要组成部件,高压油泵能否实现稳定、高效的供油将对整个柴油机的工作产生较大影响。由于其燃油压缩周期短、燃油流速大、阀芯的不断运动引起腔内压力波动,高压油泵内流场结构错综复杂。本文结合Fluent动网格技术,对供油泵工作过程进行了数值模拟仿真。主要工作内容如下:(1)建立了供油泵配流阀仿真计算所需的物理模型。基于牛顿第二定律分别建立进、出油阀阀芯的受力平衡方程,并以此编译阀芯运动的UDF程序,来模拟阀门的开启和闭合,实现了阀芯运动与流场变化的耦合。根据给定的凸轮型线,得出柱塞的运动速度,通过编译UDF程序实现了柱塞的往复运动。设置湍流模型、边界条件、网格更新方法、离散格式、松弛因子等,得到数值仿真模型。根据泵的理论流量验证了仿真模型的可行性。(2)分析了出油阀(球阀)、进油阀(锥阀)阀芯的运动规律,主要包括阀芯运动的位移、速度、加速度。分析了通流流量的变化、阀芯在工作过程中受到的瞬态液动力。分析了柱塞腔内流场与阀内流场的变化情况,探究了进油阶段出现射流附壁、脱离壁面等流动现象的成因。(3)探究了凸轮转速对高压油泵供油量、阀芯运动规律、内部流场与水力损失的影响。结果表明提高转速可以提高供油量,增大配流阀开度,但是会引起更加严重的阀芯滞后,增大水力损失。(4)最后研究了结构参数对供油泵通流特性的影响。主要包括阀芯弹簧的预紧力、刚度系数,阀芯的自重以及阀芯最大升程,得到了结构参数对阀芯受力与运动特性的影响,为阀组结构设计提供参考。
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