喷油器是高压共轨系统最核心的部件,能够根据发动机各缸工况准确的控制喷油时间及喷油量。要实现喷油器定时、定量、定压的喷射,偶件之间的密封极为重要,控制柱塞偶件作为电磁阀与针阀之间的动力传递桥梁,其间隙直接影响了柱塞的密封性。控制柱塞与柱塞套之间的间隙设计,既要保证柱塞运动的灵活性,又要尽可能地减小泄漏量,以实现高压喷射。因此,分析喷油器柱塞偶件间隙流场情况十分必要。本文针对高压共轨喷油器,简要介绍了该型号喷油器的工作原理,对偶件间隙燃油泄漏机理进行理论分析。考虑到控制腔内燃油对柱塞偶件间隙处燃油泄漏的影响,采用分段建立控制腔和偶件间隙数学模型的方案,大幅减少计算量和计算周期。利用有限元软件Ansys的结构和流体分析模块,分别对控制腔和间隙进行流场仿真分析,对间隙处部分的柱塞偶件进行流固耦合分析。计算得出柱塞静态及上升行程的间隙燃油泄漏情况,以及柱塞偶件因间隙处高压燃油作用产生的变形情况。并通过共轨喷油器试验台测量间隙静态泄漏量,验证了数值分析模型的准确性,为后续的优化方案提供基础。采用单因素优选法,在喷油器原始结构的基础上,改变柱塞偶件的四个关键结构参数:柱塞顶部距第一个泄压槽距离L₁、泄压槽形状Q、泄压槽数量X、泄压槽之间距离H。通过数值模拟得到使间隙泄漏量减少的较优单一参数值。采用正交试验设计法,选择直线圆弧形泄压槽,其余三个参数在较优参数范围内进行正交试验,得出各个影响因素的主次顺序和使间隙泄漏量最少的参数优化方案。结合实际情况,得到理想的最优化方案为:L₁=3.10mm、X=3、H=3.90mm。