出油閥對高壓油泵效率的影響

?解芳 潘慧 奚陽 藏廣輝

[摘? ? 要]高壓油泵出油閥的工作原理：高壓油泵柱塞下行，柱塞腔壓力降低，產生負壓，燃油從進油閥進入柱塞腔;柱塞上行，燃油被壓縮，柱塞腔壓力升高;當壓力高于出油閥開啟壓力時，出油閥打開，燃油從柱塞腔進入出油閥流量控制區，經高壓油管進入共軌管。出油閥影響高壓油泵各轉速下的效率以及可靠性和系統軌壓波動的主要性能尺寸為：進油口孔徑、閥座錐度、鋼球直徑、彈簧預緊力、彈簧剛度、出油閥流量控制區結構。文章主要從出油閥流量控制區結構及彈簧剛度兩方面進行分析。

[關鍵詞]出油閥;高壓油泵;流量控制區結構;彈簧剛度

[中圖分類號]TK423 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）01–00–02

The Effect of Delivery Valve on the Efficiency of High Pressure Oil Pump

Xie Fang，Pan Hui，Xi Yang，Zang Guang-hui

[Abstract]The working principle of the delivery valve of the high-pressure fuel pump： the plunger of the high-pressure fuel pump goes down， the pressure in the plunger cavity is reduced， and negative pressure is generated. The fuel enters the plunger cavity from the fuel inlet valve; the plunger goes up， the fuel is compressed， and the pressure in the plunger cavity rises High; when the pressure is higher than the opening pressure of the delivery valve， the delivery valve opens， and the fuel enters the delivery valve flow control area from the plunger cavity， and enters the common rail pipe through the high-pressure fuel pipe. The main performance dimensions of the oil outlet valve that affect the efficiency and reliability of the high-pressure oil pump at various speeds and system rail pressure fluctuations are： inlet aperture， valve seat taper， steel ball diameter， spring preload， spring stiffness， oil outlet valve flow Control area structure. This article mainly analyzes the structure of the flow control area of the delivery valve and the spring stiffness.

[Keywords]delivery valve; high-pressure oil pump; flow control area structure; spring stiffness

1 出油閥流量控制區結構對出油閥的開啟性能影響分析

如圖1所示，出油閥流量控制區結構方案1和方案2，其它尺寸結構一致，使用FLUENT軟件計算設置參數如下：

（1）進口壓力：1800 bar。

（2）出口壓力（假設高壓腔在油泵工作過程中軌壓波動為16 bar維持不變，進出口壓差維持不變）。

（3）彈簧剛度：6000 N/m。

（4）鋼球質量：0.5 g。

（5）彈簧預緊力：6 N。

（6）密度：0.835 g/cm3。

（7）液體黏度：4.2 cp。

算法平衡方程如下所示：

1.1 計算結果

不同時間狀態壓力分布計算結果如圖2～5所示。

出油閥開啟性能曲線對比如圖6所示。

1.2 結果分析

如上所述的計算結果所示閥開啟后，方案2隨時間增加球進出口兩側壓差一直大于方案1，且如圖1所示數據方案1開閥時間短于方案2，開閥高度也要低于方案2，由此可見，出油閥流量控制區結構方案1壓差小，開啟小，開啟快，較方案2而言更有力于減小閥密封座面的沖擊和軌壓波動。

2 彈簧剛度對出油閥的開啟性能影響分析

2.1 對比方案設置如下參數

（1）出油閥開啟壓力：12 bar。

（2）彈簧剛度：方案1（1080 N/m）<方案2（6000 N/m）。

（3）出油閥閥座錐度：120°。

（4）出油閥鋼球直徑：5 mm。

（5）進油孔直徑：1.8 mm。

2.2 計算結果

出油閥流量特性曲線（以5000 r/min為例）如圖7所示。

如圖7所示，方案1對比方案2有明顯的負流量段，流量有明顯的負向損失，出現了燃油從高壓油管到柱塞腔的逆流。

出油閥升程特性曲線（以5000 r/min為例）如圖8所示。

如圖8所示，方案1對比方案2在閥升程高度和落座延時上有一定的增加，導致柱塞運行到上至點后還沒有及時落座，造成高壓油管的柴油逆流到柱塞腔產生容積效率的損失。

3 結束語

綜上所述，本文給予高速偏心凸輪結構的高壓油泵為原型，給出合理的設計性能參數組合并對其機理做出了相應的模擬與分析，得出出油閥流量控制區結構及彈簧剛度對高壓油泵的效率有的影響結論。

參考文獻

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