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高压共轨燃油实验系统平台的设计开题报告.doc

高压共轨燃油实验系统平台的设计【优秀机械设备全套课程毕业设计含SW三维建模及2张CAD图纸】

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关键词：: 高压燃油实验试验系统平台设计机械设备毕业设计三维建模高压共轨燃油实验系统平台的设计

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高压共轨燃油实验系统平台的设计【优秀机械设备全套课程毕业设计含SW三维建模及2张CAD图纸】

【带任务书+文献综述】【32页@正文12700字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

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摘要

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,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

Abstract

Common rail fuel electric controlled high-pressure injection system is the development direction of modern diesel fuel injection system, in order to study the reliability, this study gives the design scheme of a high pressure common rail system of reliability test platform. The platform can also platform and components performance test combination, reliability testing of component. Under the premise of ensuring other parts under the first reliable, long time running on the platform components to be measured, then go to the component performance test bench for performance testing to judge the reliability. To set the reliability criterion system according to the common faults of the system components. High pressure common rail system was measured by a high pressure oil pump, high pressure oil pipe, common rail pipe, an oil atomizer. The fuel to the high-pressure pump, through the pump after compression by high-pressure tubing into the common rail pipe, and finally from the injectors to spray. The common faults of high pressure oil pump plunger pair has bad sealing and seizure, bad sealing lead to fuel leakage, will cause the pump 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 will lead directly to a fuel leak, and rail pressure will also decrease rapidly. The fault injector are common injector blockage or leakage, electromagnetic coil aging, these faults will cause the fuel injection quantity is not normal, by comparing the cylinder fuel injection quantity can determine whether the normal work of the fuel injector. The rail pressure stable, each cylinder injection quantity equality, torque is not overrun, no leakage that the system is reliable.

Keywords: Hydraulic pressure finite element analysis

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摘要1

目录3

第一章绪论5

1.2 高压共轨燃油实验系统平台特点5

1.3高压共轨燃油喷射系统主要部件介绍6

1.3.1 高压油泵?7

1.3.2 共轨管8

1.3.3 电控喷油器?9

1.3.4 高压油管?10

1.4 支架设计11

1.4.1支架的作用11

1.4.2支架的结构设计12

1.4.3支架力学分析12

1.6液压传动的工作原理和组成19

１.6.1工作原理19

1.6.2液压系统的基本组成20

1.7液压传动的优缺点20

1.8 研究的内容21

第二章液压系统功能原理的设计22

2.1 明确技术要求22

2.2 执行元件的配置确定及动作顺序22

2.3 确定液压系统主要参数23

2.3.1 计算和确定液压缸的主要结构尺寸23

2.3.2 计算液压缸所需流量24

2.4液压系统图的拟定25

2.4.1制定液压回路方案25

2.4.2原理草图的绘制26

2.5 元件的选型与设计26

2.5.1 液压泵的选择27

2.5.2液压控制阀的选择28

2.5.3液压辅助元件及工作介质的选择29

2.6 前景展望29

第三章设计中的不足及要注意的问题30

3.1 设计中的不足之处30

3.2 使用液压系统要注意的问题30

参考文献31

设计总结32

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

参考文献

[1] 张浩,党新安. 全高压共轨燃油机传动系统设计[J]. 重庆工学院学报, 2006，20(08):54-56.

[2] 张增林，关正，王志民等.MKJ一1型高密度牧草捆包机[J].农牧与食品机械，1992（03）：33-34；

[3] 禹振军. Y K - 1 0 型液压打捆机的设计[J].农业机械，2007；

[4] 秦丽君. 捆扎机自动控制系统[J]. 职大学报, 2000(02)；

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[7]赵洪刚.饲草压捆机动态特性仿真研究[D].东北林业大学，2007；

[8]刘祥鹏，孙传祝，姜常尊，陈鲁光. 小型方草捆捆机压缩机构设计[J].山东理工大学，2012，12；

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[10] 陈工,李亮,马祥华等. 钢丝类打捆机线结强度与成形条件的实验研究[J].北京科技大学，2001，05；

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内容简介：: 1 毕业论文 (设计 )开题报告课题名称：高压共轨燃油实验系统平台的设计学生姓名：学号：学院：专业年级：指导教师：职称：毕业论文 (设计 )起止时间 2013.3 2013.6 nts 2 一、本课题来源及研究的目的和意义 1.1 来源自拟题目 1.2 研究的目的和意义高压共轨系统利用较大容积的共轨腔将油泵输出的高压燃油蓄积起来，并消除燃油中的压力波动，然后再输送给每个喷油器，通过控制喷油器上的电磁阀实现喷射的开始和终止。由高压油泵把高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，因此也就减少了传统柴油机的缺陷。二、本课题所涉及的问题在国内（外）的研究现状 2.1分类根据国内市场调查和国外市场分析，大致分为：高压油泵，高压油轨（共轨管），电控喷油器，高压油管 2.1.1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与燃油喷射过程无关，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。大部分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。 2.1.2高压油轨（共轨管）共轨管将供油泵提供的高压燃油分配到各喷油器中，起蓄压器的作用。它的容积应削减高压油泵的供油压力波动和每个喷油器由喷油过程引起的压力震荡，使高压油轨中的压力波动控制在5MPa之下。但其容积又不能太大，以保证共轨有足够的压力响应速度以快速跟踪柴油机工况的变化。高压共轨管上还安装了压力传感器、液流缓冲器（限流器）和压力限制器。压力传感器nts 3 向 ECU 提供高压油轨的压力信号；液流缓冲器（限流器）保证在喷油器出现燃油漏泄故障时切断向喷油器的供油，并可减小共轨和高压油管中的压力波动；压力限制器保证高压油轨在出现压力异常时，迅速将高压油轨中的压力进行放泄。 2.1.3电控喷油器电控喷油器是共轨式燃油系统中最关键和最复杂的部件，它的作用根据 ECU发出的控制信号，通过控制电磁阀的开启和关闭，将高压油轨中的燃油以最佳的喷油定时、喷油量和喷油率喷入柴油机的燃烧室。为了实现预定的喷油形状，需对喷油器进行合理的优化设计。控制室的容积的大小决定了针阀开启时的灵敏度，控制室的容积太大，针阀在喷油结束时不能实现快速的断油，使后期的燃油雾化不良；控制室容积太小，不能给针阀提供足够的有效行程，使喷射过程的流动阻力加大，因此对控制室的容积也应根据机型的最大喷油量合理选择。此外喷油嘴的最小喷油压力取决于回油量孔和进油量孔的流量率及控制活塞的端面面积。这样在确定了进油量孔、回油量孔和控制室的结构尺寸后，就确定了喷油嘴针阀完全开启的稳定、最短喷油过程，同时就确定了喷油嘴的稳定最小喷油量。控制室容积的减少可以使针阀的响应速度更快，使燃油温度对喷嘴喷油量的影响更小。但控制室的容积不可能无限制减少，它应能保证喷油嘴针阀的升程以使针阀完全开启。两个控制量孔决定了控制室中的动态压力，从而决定了针阀的运动规律，通过仔细调节这两个量孔的流量系数，可以产生理想的喷油规律。由于高压共轨喷射系统的喷射压力非常高，因此其喷油嘴的喷孔截面积很小，如 BOSCH 公司的喷油嘴的喷孔直径为 0.169mm6 ，在如此小的喷孔直径和如此高的喷射压力下，燃油流动处于极端不稳定状态，油束的喷雾锥角变大，燃油雾化更好，但贯穿距离变小，因此应改变原柴油机进气的涡流强度、燃烧室结构形状以确保最佳的燃烧过程。对于喷油器电磁阀，由于共轨系统要求它有足够的开启速度，考虑到预喷射是改善柴油机性能的重要喷射方式，控制电磁阀的响应时间更应缩短。 2.1.4高压油管高压油管是连接共轨管和电控喷油器的通道，它应有足够的燃油流量减小燃油流动时的压降，并使高压管路系统中的压力波动较小，能承受高压燃油的冲击作用，且起动时共轨中的压力能很快建立。各缸高压油管的长度应尽量相等，使柴油机每一个喷油器有相同的喷油压力，从而减少发动机各缸之间喷油量的偏差。各高压油管应尽可能短，使从共轨到喷油嘴的压力损失最小。nts 4 BOSCH公司的高压油管的外经为 6mm，内径为 2.4mm，日本电装公司的高压油管的外经为 8mm，内径为 3mm 。 2.2 国内发展最近两年，匹配直喷柴油发动机的轿车在欧洲得到了显著发展，有着高效和出色的燃油经济性，并降低了发动机噪音。直喷柴油发动机使用的是泵喷嘴系统，国内生产的 1.9TDI 宝来就应用这一系统，最高喷射压力可达到 1800 帕。泵喷嘴直喷系统虽好，但燃油压力不能保持恒定，随着排放控制日益苛刻，就需要更高且恒定的柴油喷射压力和更完善的电子控制，于是众多制造商们就把优点更多的柴油共轨系统作为柴油发动机的发展方向。这一系统有很高的燃油压力，并能提供弹性燃油分配控制，通过 ECU 灵活地控制燃油分配、燃油喷射时间、喷射压力和喷射速率。通过对以上特性的控制，共轨已经使柴油机的响应性和驾驶舒适性达到了汽油发动机水平，同时它具有着显著的燃油经济性和低排放特性。在发动机所有转速范围内保证高燃油压力，高的喷射压力可以在低转速工况下获得良好的燃烧特性。由凸轮轴驱动控制的轴向柱塞式分配泵的发动机，燃油系统压力与发动机转速呈线性关系，在发动机低转速时形成燃油压力不足，而共轨系统能够在发动机的所有转速范围内获得非常高的燃油压力。灵活的电子控制系统对正时和喷射压力的控制在发动机各种工况下都能够获得低排放和高效率。由于压力的形成与喷射过程分离，使发动机设计人员在研究燃烧和喷油过程时获得了更大的自由。可根据发动机工况的要求调节喷射压力和喷射正时，使发动机在低速工况下也能实现完全燃烧，所以即使是在很低的转速也能获得大扭矩。预喷射技术的应用在降低排放和噪音方面取得了更大的进步。三、课题的研究内容、目标及可行性分析 3.1 研究的内容 (1)资料调研及分析，了解高压共轨燃油实验系统现状，掌握其国内外发展趋势； (2)从工作原理、工艺过程、关键机构等方面进行分析研究； (3) 通过试验测试性能达到最优 (4)高压共轨燃油实验系统的设计：根据试验确定的最优参数，设计高压共轨燃油实验系统的机构零件，进而完成高压共轨燃油实验系统的设计，分析高压共轨燃油实验系统容易出现的故障，分析其原因，指出解决方案； (5)通过仿真动画及机构运动分析，验证高压共轨燃油实验系统机构的合理性； nts 5 (6)分析高压共轨燃油实验系统机可行性，提出初步方案； (7)对自己的工作进行总结，提出后续研发方向。 3.2 需要克服的问题（ 1）低水平的产品重复太多，总体技术含量低，制造粗糙，加工设备精度低等：要想克服此种现象，我们高压共轨燃油实验系统行业首先要做的就是大力增加产品的制造工艺的研发力度，加强制造过程中的要求，在制造过程中还要不断的对产品进行精度的实验，提高产品制造过程中的精度要求。（ 2）研发经费少，技术力量薄弱：这种现象是高压共轨燃油实验系统发展过程中的历史问题造成的，由于高压共轨燃油实验系统发展初期是靠引进国外先进技术发展开来的，所以在高压共轨燃油实验系统发展过程中我们本土企业就很少投入研发经费，以至于造成了现在技术力量薄弱的现象，高压共轨燃油实验系统要想发展出本土特色，并逐渐的发展走向国际，我们现在必须要做的就是加大经费投入，提高高压共轨燃油实验系统的整体技术力量。（ 3）能够把高压共轨燃油实验系统发展推向国际贸易的人员匮乏：高压共轨燃油实验系统实现本土化发展后，我们要再看的就是高压共轨燃油实验系统如何走出国门，走向国际，这样的高压共轨燃油实验系统发展最终就离不能够把产品推向国际的贸易人才，对贸易人才综合素质的要求必须不断的提高（ 4）高压共轨燃油实验系统机市场应变能力不强：由于以上三个因素的综合，造成了高压共轨燃油实验系统的整体欠缺，所以综合以上就出现了在市场不断变化的环境中，高压共轨燃油实验系统的发展不能够及时适应市场的变化，最终造成我们高压共轨燃油实验系统机行业的整体应变能力不强，想要克服这种现象，最重要的就是要克服以上三种情况。 3.3 可行性分析通过对本课题的熟悉和相关资料的查阅，我对本课题有了一个较全面的了解，掌握了现有平地机的类型、工作原理和工作特点以及工作参数，并且获得了许多可供参考的数据。四年的大学学习和以往课程设计的经验，我已具备了机械原理，机械设计等方面的理论知识和实践经验，结合自己掌握的制图软件知识，可以在规定时间内完成本次毕业设计 3.4 设计目标设计：其中含二维图（ CAXA），三维图（ SW），设计说明书一份。四、完成本课题的工作方案及进度计划一：熟悉毕业设计任务，查阅有关资料，完成开题报告；（ 3 月 5 日至 3 月 12 日） nts 6 二：校内外调研，对查阅、调研资料分析总结，完成文献综述；（ 3 月 13 日至 3 月 18 日）三：优化各个系统并确定总体方案；（ 3 月 19 日至 3 月 25 日）四：高压共轨燃油实验系统的设计研究；（ 3 月 26 日至 4 月 3 日）五：机具设计，绘制二维图 ,制作动画；（ 4 月 4 日至 5 月 4 号）六：设计说明书整理完善；（ 5 月 4 日至 5 月 18 日）七：答辩准备：打印图纸，说明书，答辩提纲，幻灯片制作。（ 5 月 19 日至 6 月 3 日）八：答辩（ 6 月 8 日至 6 月 10 日）五 . 参考文献 1 赵雪松，任小中，于华 .机械制造装备设计 .华中科技大学出版社 ,2009. 2 张有枕，张莉彦 .机械创新设计 .清华大学出版社 .2011. 3 楼应侯，孙树礼，卢桂萍 .互换性与技术测量 .华中科技大学出版社 .2012 4 杨可桢，程光蕴，李仲生 .机械设计基础（第五版） .高等教育出版社， 2006. 5 梁鄂 .水产养殖 .水产专业出版社， 1979 6 田光辉，林红旗主编模具设计与制造北京大学出版社 7 俞芙芳塑料成型工艺与模具设计武汉：华中科技大学出版社， 2007 8 吴明友 UG NX6.0 数控编程化学工业出版社 2012 9 邓明等现代模具制造技术北京：化学工业出版社， 2005 10何铭新，钱可强，徐祖茂高等教育

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