论文摘要
自从铁路机车提速以后,干线机车装用的16V280ZJ型柴油机燃油系统故障率上升32%,临修率上升40%,其燃油系统出现问题是:针阀偶件使用寿命短,喷油器在短时间使用后出现雾化不良现象,喷油泵出油阀穴蚀现象严重,柱塞偶件卡死等现象。上述现象直接导致柴油机敲缸,油耗率偏高,排气管红热、冒黑烟。情况严重甚至可以导致柴油机零部件损坏。因此对燃油喷射系统的设计必须给予足够重视。本文主要是对燃油喷射系统三大偶件(针阀偶件、出油阀偶件、柱塞偶件)进行改进。首先运用先进的冲击应力理论,通过理论计算,发现采用质量较小的短针阀可以减小针阀对密封座面的冲击应力,同时对喷油器偶件密封座面、压力室容积、喷孔数目等结构进行改进,提高喷油器的使用寿命;其次对柱塞偶件头部螺旋线进行改进,把原柱塞定时螺旋边加工成一个三段螺旋边,改善柴油机在部分负荷工况下的经济性;出油阀改进采用两种方案,方案1采用等压式出油阀(包括主阀与副阀)代替原等容式出油阀,可以减少燃油喷射系统穴蚀现象;方案2采用密封座面下置式出油阀代替原等容式出油阀,可以减缓出油阀对其座面的冲击。为了保证改进后柴油机燃油喷射系统动力性、经济性有所提高,本论文采用先进商业软件GT-SUITE对其改进前后燃油喷射泵-管-嘴系统进行模拟仿真计算,通过上述步骤可以大大加快开发过程,减少开发费用。论文首先利用GT软件中FUEL模块,结合实际燃油喷射系统零件图纸,建立了16V280ZJ型柴油机泵-管-嘴模型,得到循环喷油量、针阀升程、高压油管压力等计算结果。并利用GT软件中POWER模块建立改进前后单缸机模型,预测不同工况下缸内爆发压力,燃油消耗率等曲线。改进后的燃油喷射系统目前在郑州铁路局新乡机务段配属5585号东风8B内燃机车上进行装车试验,目前运行状况良好。
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