高压共轨燃油实验系统平台的设计.docx

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1、电控高压共轨式燃油喷射系统是现代柴油机燃油系统的发展方向，为了研究其可靠性,本研究给出了一个高压共轨系统可靠性测试平台的设计方案。该平台还可以和部件性能试验平台相结合,进行部件的可靠性测试。在保证其他部件可靠的前提下,被测部件先在该平台上进行长时间运行,然后再转到部件性能试验台上进行性能测试从而判断其可靠性.根据系统部件的常见故障来设定系统的可靠性判据。被测的高压共轨系统由高压油泵、高压油管、共轨管、喷油器组成。燃油进入高压油泵,经泵压缩后由高压油管进入共轨管，最后从喷油器喷出。高压油泵的常见故障有密封不良与柱塞副咬死等,密封不良会导致燃油泄漏，柱塞副咬死会导致油泵不供油，因而轨压会迅速下降，

2、同时电机的驱动扭矩也会迅速升高。高压油管的破裂将直接导致燃油泄漏，同时轨压也将迅速下降。喷油器常见的故障有喷油器堵塞或泄漏、电磁线圈老化等,这些故障都将导致喷油量的不正常,通过比较各缸喷油量可判断喷油器是否正常工作。故轨压稳定、各缸喷油量均匀、扭矩不超限、没有泄漏时认为系统可靠。关键词：液压支架有限元分析AbstractCommon rail fuel electric controlled high-pressure injection system is the developmentdirection of modem diesel fuel injection system, in o

3、rder to study the reliability, this study givesthe design scheme of a high pressure common rail system of reliability test platform. Theplatform can also platform and components performance test combination, reliability testing ofcomponent. Under the premise of ensuring other parts under the first r

4、eliable, long time runningon the platform components to be measured, then go to the component performance test benchfor performance testing to judge the reliability. To set the reliability criterion system according tothe common faults of the system components. High pressure common rail system was m

5、easuredby a high pressure oil pump, high pressure oil pipe, common rail pipe, an oil atomizer. The fuelto the high-pressure pump, through the pump after compression by high-pressure tubing into thecommon rail pipe, and finally from the injectors to spray. The common faults of high pressure oilpump p

6、lunger pair has bad sealing and seizure, bad sealing lead to fuel leakage, will cause thepump plunger pair killed no oil supply, so the rail pressure decreased rapidly, at the same time,the driving torque of the motor will increase rapidly. Rupture of the high-pressure oil pipe willlead directly to

7、a fuel leak, and rail pressure will also decrease rapidly. The fault injector arecommon injector blockage or leakage, electromagnetic coil aging, these faults will cause the fuelinjection quantity is not normal, by comparing the cylinder fuel injection quantity can determinewhether the normal work o

8、f the fuel injector. The rail pressure stable, each cylinder injectionquantity equality, torque is not overrun, no leakage that the system is reliable.Keywords: Hydraulic pressure finite element analysis15摘要1目录3第一章绪论51.2 高压共轨燃油实验系统平台特点51.3 高压共轨燃油喷射系统主要部件介绍61.3.1 1高压油泵 61.3.2 共轨管71.3.3 电控喷油器 81.3.4 高

9、压油管 91.4 支架设计101.4. 1支架的作用111.4. 2支架的结构设计111.4. 3支架力学分析111.6液压传动的工作原理和组成181 .6. 1工作原理181.6 . 2液压系统的基本组成 191.7 液压传动的优缺点191.8 研究的内容20第二章液压系统功能原理的设计211.1 1明确技术要求211.2 执行元件的配置确定及动作顺序211.3 确定液压系统主要参数222. 3.1计算和确定液压缸的主要结构尺寸222. 3.2计算液压缸所需流量232. 4液压系统图的拟定232.4. 1制定液压回路方案232.4. 2原理草图的绘制242. 5元件的选型与设计252. 5.

10、1液压泵的选择253. 5.2液压控制阀的选择264. 5. 3液压辅助元件及工作介质的选择272. 6前景展望28第三章 设计中的不足及要注意的问题293.1 设计中的不足之处293.2 使用液压系统要注意的问题 29参考文献30设计总结31第一章绪论1.1 高压共轨燃油实验系统平台功能及其意义电控高压共轨式燃油喷射系统是现代柴油机燃油系统的发展方向,为了研究其可靠性,本研究给出了一个高压共轨系统可靠性测试平台的设计方案。该平台还可以和部件性能试验平台相结合，进行部件的可靠性测试。在保证其他部件可靠的前提下，被测部件先在该平台上进行长时间运行，然后再转到部件性能试验台上进行性能测试从而判断其

11、可靠性,根据系统部件的常见故障来设定系统的可靠性判据。被测的高压共轨系统由高压油泵、高压油管、共轨管、喷油器组成。燃油进入高压油泵,经泵压缩后由高压油管进入共轨管，最后从喷油器喷出。高压油泵的常见故障有密封不良与柱塞副咬死等，密封不良会导致燃油泄漏,柱塞副咬死会导致油泵不供油,因而轨压会迅速下降，同时电机的驱动扭矩也会迅速升高。高压油管的破裂将直接导致燃油泄漏，同时轨压也将迅速下降。喷油器常见的故障有喷油器堵塞或泄漏、电磁线圈老化等,这些故障都将导致喷油量的不正常，通过比较各缸喷油量可判断喷油器是否正常工作。故轨压稳定、各缸喷油量均匀、扭矩不超限、没有泄漏时认为系统可靠。1.2 高压共轨燃油实

12、验系统平台特点121共轨式喷油系统的优点共轨式喷油系统于二十世纪90年代中后期才正式进入实用化阶段。这类电控系统可分为：蓄压式电控燃油喷射系统、液力增压式电控燃油喷射系统和高压共轨式电控燃油喷射系统。高压共轨系统可实现在传统喷油系统中无法实现的功能，其优点有：a.共轨系统中的喷油压力柔性可调，对不同工况可确定所需的最佳喷射压力，从而优化柴油机综合性能。b.可独立地柔性控制喷油正时，配合高的喷射压力(120MPa200MPa ),可同时控制NOx和微粒(PM )在较小的数值内，以满足排放要求。c.柔性控制喷油速率变化，实现理想喷油规律，容易实现预喷射和多次喷射，既可降低柴油机NOx，又能保证优良

13、的动力性和经济性。d.由电磁阀控制喷油，其控制精度较高，高压油路中不会出现气泡和残压为零的现象，因此在柴油机运转范围内，循环喷油量变动小，各缸供油不均匀可得到改善，从而减轻柴油机的振动和降低排放。由于高压共轨系统具有以上的优点，现在国内外柴油机的研究机构均投入了很大的精力对其进行研究。比较成熟的系统有：德国ROBERT BOSCH公司的CR系统、日本电装公司的ECD-U2系统、意大利的FIAT集团的unijet系统、英国的DELPHI DIESELSYSTEMS公司的LDCR系统等。1.3 高压共轨燃油喷射系统主要部件介绍图1为高压共轨电控燃油喷射系统的基本组成图。它主要由电控单元、高压油泵、

14、共轨管、电控喷油器以及各种传感器等组成。低压燃油泵将燃油输入高压油泵，高压油泵将燃油加压送入高压油轨，高压油轨中的压力由电控单元根据油轨压力传感器测量的油轨压力以及需要进行调节，高压油轨内的燃油经过高压油管，根据机器的运行状态，由电控单元从预设的map图中确定合适的喷油定时、喷油持续期由电液控制的电子喷油器将燃油喷入气缸。抑小油就燃油申空单元.陈仆：（： / -*:;MAP 图.1；匐示曹电利研喘副高压共赫癖棚成1.3.1 高压油泵高压油泵的供油量的设计准则是必须保证在任何情况下的柴油机的喷油量与控制油量之和的需求以及起动和加速时的油量变化的需求。由于共轨系统中喷油压力的产生于燃油喷射过程无关

15、，且喷油正时也不由高压油泵的凸轮来保证，因此高压油泵的压油凸轮可以按照峰值扭矩最低、接触应力最小和最耐磨的设计原则来设计凸轮。bosch公司采用由柴油机驱动的三缸径向柱塞泵来产生高达135Mpa的压力。该高压油泵在每个压油单元中采用了多个压油凸轮，使其峰值扭矩降低为传统高压油泵的1/9 ,负荷也比较均匀，降低了运行噪声。该系统中高压共轨腔中的压力的控制是通过对共轨腔中燃油的放泄来实现的，为了减小功率损耗，在喷油量较小的情况下，将关闭三缸径向柱塞泵中的一个压油单元使供油量减少。日电装公司采用了一个三作用凸轮的直列泵来产生高压，如图2所示。该高压油泵对油量的控制采用了控制低压燃油有效进油量的方法，其基本原理如图3所示。电磁阀电缆接头出油阀电磁网油缸柱塞西流阀柱塞弹箧梃杆三作用凸轮J图2 ECD-U2高压油泵进油行程压油行程.倏行科;控制而美闭,控制阀开启S3 ECD-U2高压油泵控制示意图a柱塞下行，控制阀开启，低压燃油经控制阀流入柱塞腔；b柱塞上行，但控制阀