基于CFD仿真和正交试验的喷油嘴针阀公差分析*

孙永厚，张宇轩，黄美发，肖振泉

(1．桂林电子科技大学 机电工程学院，广西 桂林　541004；2．广西制造系统与先进制造技术重点实验室，广西 桂林　541004)



基于CFD仿真和正交试验的喷油嘴针阀公差分析*

孙永厚1,2，张宇轩1，黄美发1,2，肖振泉1

(1．桂林电子科技大学 机电工程学院，广西 桂林541004；2．广西制造系统与先进制造技术重点实验室，广西 桂林541004)

摘要：为了降低柴油机喷油嘴的流量分散度，找出影响喷油嘴出口流量的主要形位公差。首先利用计算流体力学软件FLUENT，建立了喷油嘴三维流场模型，得到了公称模型下喷油嘴出口流量值;然后选取针阀外圆柱工作面的圆度、轴线的直线度和密封圆锥的圆锥度为主要因素，采用正交设计的方法，通过极差分析，得到了各形位公差影响喷油嘴出口流量的规律，并得到了优化后的公差组合；最后根据其优化方案进行了CFD仿真，通过和实验结果对比表明，该形位公差方案降低了喷油嘴流量分散度，证明了正交试验的可行性，对喷油嘴针阀的形位公差设计提供了一种参考。

关键词：喷油嘴针阀；流量分散度；CFD仿真；正交试验

0引言

喷油嘴针阀偶件是柴油机燃油系统的三大精密偶件之一。在一定压力作用下，燃油经过针阀偶件的配合间隙喷射进入燃烧室，其主要特点是体积小、几何形状位置误差精度高，而且配合精度及表面质量要求严格，特别是针阀偶件的圆度、直线度等形位公差直接决定喷油嘴的出口流量以及喷射流量的均匀性(即流量分散度)，对柴油机的功率、扭矩、油耗、排放等性能指标产生重要影响。……