16V240ZJD2型柴油机高压油管设计和计算分析

16V240ZJD2型柴油机高压油管设计和计算分析摘要:本文介绍16V240ZJD2型柴油机高压油管的设计,利用EXCEL表对高压油管压力进行计算,提高柴油机性能,保证柴油机正常工作。

关键词:柴油机高压油管压力计算
16V240ZJD2型柴油机是我公司生产的大功率中速柴油机,高压油管是燃油系统重要零件之一;利用Excel表格的计算功能,对高压油管压力进行模拟计算,了解高压油管设计要素,改善柴油机燃烧,提高工作可靠性。

1 高压油管的设计概诉
高压油管连接喷油泵和喷油器,燃油在油管内进行复杂的液力过程,几何尺寸(内径和长度等)对燃油喷射有明显影响。

高压油管承受很高的燃油喷射压力,一般采用特制冷拔的厚壁(外径为内径3倍以上)无缝钢管制造,内表面一般经流体或电气研磨,内外表面不得有积垢、裂纹、坑穴等缺陷。

2 高压油管尺寸的决定因素
高压油管尺寸由燃油系统台架试验和柴油机配套试验确定,与喷油泵柱塞直径有一定配套关系,与柴油机缸径有一定统计关系。

高压油管内径可以使用公式计算。

油管应尽量短,转折处弯曲半径不得小
于油管外径的6倍。

多缸机各缸油管长度应一致,以保证喷油正时和喷射特性均匀。

3 利用EXCEL表进行高压油管压力模拟计算。

高压油管压力受喷油泵和喷油器的喷油速率、高压作用下高压腔容积膨胀、燃油压缩性、喷油泵旁通油孔的旁通速率等因素制约。

高压油管压力模拟计算如下。

3.1 已知数据和设定条件
喷油泵柱塞直径:d1;喷油器喷孔直径:d2喷孔数量:z;喷油泵旁通油孔直径:d;喷油泵旁通油孔数量:n;喷油器启喷压力:Pp;喷油泵柱塞升程与凸轮转角关系:h(θ);喷油泵柱塞速度与凸轮转角关系:v(θ);喷油泵供油始点凸轮转角:θ1;燃油高压腔进油压力:P0;气缸压力:Pg(θ);喷油泵旁通油孔开启始点凸轮转角:θ2;
设定喷油泵不供油时高压腔压力为P0;凸轮转角θ<θ1时,喷油泵不向高压腔供油;高压腔压力低于喷油器启喷压力Pp时,喷油器不喷油;凸轮转角θ>θ2时,喷油泵旁通油孔逐渐开启,高压腔通过此通道向低压腔泄油。

3.2 高压油管压力模拟计算
(1)在凸轮转角增量Δθ内,高压腔燃油容积增量ΔVy。

高压腔燃油容积增量为喷油泵供油增量扣除喷油器喷油增量和喷油泵旁通油增量。

4 结语
通过模拟计算可获得设计高压油管的所需参数,为柴油机燃油系统零部件设计提供依据,提高设计质量。

参考文献
[1]C.F.泰勒.内燃机[M].人民交通出版社,1983.
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