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含有针阀的气泡雾化喷嘴结构与工艺参数仿真

传感器与微系统 2023年第7期42卷 18-22页

作者：肖洒邹光明侯宇刘源泂许家旺方陈武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室湖北武汉430081

为提高模具喷油润滑的效果,设计了一种带有针阀的气泡雾化喷嘴。通过Fluent对喷嘴进行仿真分析,研究了喷嘴收敛角、针阀开度和气液比(GLR)对喷嘴出口平均速度和截面含气率的影响。结果表明:针阀开度小于0.2 mm时,喷嘴出口平均速度随针... 详细信息

为提高模具喷油润滑的效果,设计了一种带有针阀的气泡雾化喷嘴。通过Fluent对喷嘴进行仿真分析,研究了喷嘴收敛角、针阀开度和气液比(GLR)对喷嘴出口平均速度和截面含气率的影响。结果表明:针阀开度小于0.2 mm时,喷嘴出口平均速度随针阀开度增大而减小;针阀开度增大到0.2 mm后,出口平均速度不再受针阀开度影响,此时,出口平均速度随收敛角增大而减小;但当收敛角大于110°后,收敛角的变化对出口平均速度的影响可忽略;随着GLR增大,喷嘴出口平均速度近似呈线性增大;出口截面含气率只受GLR的影响,且随着GLR的增大而增大;但随着GLR的增大,GLR对截面含气率的影响逐渐减弱。仿真结果为气泡雾化喷嘴的设计提供理论指导。

关键词：气泡雾化喷嘴针阀仿真截面含气率平均速度

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超洁净磁悬浮针阀设计与仿真优化

液压与气动 2023年第12期47卷 34-40页

作者：龚轩刘明潇胡亮阮晓东苏芮傅新浙江大学机械工程学院浙江杭州310058

为了满足半导体加工等行业的超洁净流控要求,设计了一种超洁净磁悬浮针阀。超洁净磁悬浮针阀以超洁净氟塑料裹覆永磁体为阀芯,以电磁铁为外部驱动,利用磁悬浮原理实现阀芯的无接触控制。阐述了该磁悬浮针阀的工作原理,通过仿真计算,提... 详细信息

为了满足半导体加工等行业的超洁净流控要求,设计了一种超洁净磁悬浮针阀。超洁净磁悬浮针阀以超洁净氟塑料裹覆永磁体为阀芯,以电磁铁为外部驱动,利用磁悬浮原理实现阀芯的无接触控制。阐述了该磁悬浮针阀的工作原理,通过仿真计算,提出电磁铁的设计方案,对电磁铁的线圈和铁芯进行优化,为阀的力学性能和尺寸特征优化提供了方法指导,并针对阀芯受到的径向力和轴向力进行了分析,验证了方案的可行性。

关键词：半导体超洁净针阀磁悬浮

高压共轨系统喷油器针阀磨损及结构对密封性能影响规律的研究

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高压共轨系统喷油器针阀磨损及结构对密封性能影响规律的研究

作者：韩宇豪中北大学

学位级别：硕士

喷油器作为高压共轨系统中最精密的部件之一,其工作状态直接决定高压共轨系统的工作性能。在喷油器工作过程中,由于针阀不断做高速往复运动,与阀座进行撞击造成磨损,导致喷油器针阀偶件密封面的密封性能降低,因此研究喷油器针阀磨损和... 详细信息

喷油器作为高压共轨系统中最精密的部件之一,其工作状态直接决定高压共轨系统的工作性能。在喷油器工作过程中,由于针阀不断做高速往复运动,与阀座进行撞击造成磨损,导致喷油器针阀偶件密封面的密封性能降低,因此研究喷油器针阀磨损和结构参数对针阀密封性能的影响规律,可为喷油器设计与改进提供参考。首先,本文对高压共轨喷油器的工作原理进行了描述,介绍了喷油器数学模型,对典型磨损机制进行分析,结合喷油器工作过程,分析针阀在工作过程中可能出现的磨损情况,进一步对磨损问题进行剖析,并基于此建立喷油器有限元未磨损模型和磨损模型。然后,使用构建的有限元模型,分析不同针阀磨损情况对喷油器针阀密封性能的影响规律。研究结果表明,当喷油器针阀局部磨损的深度固定时,磨损宽度越小,喷油器密封性能越差,在磨损宽度达到一定数值时,磨损宽度对针阀密封性能的影响不大,导致这一现象的原因是,随着局部磨损宽度的增加,针阀产生形变后磨损区域与阀座的接触应力增大,当磨损宽度达到一定数值后,磨损区域的接触应力趋于稳定,密封性能也趋于稳定;当喷油器针阀局部磨损宽度一定时,喷油器针阀密封面密封性能随着磨损深度的不断增加而降低,并在磨损深度达到一定数值时,磨损区域的接触应力小于密封所需的密封比压,导致喷油器针阀密封面密封失效;当喷油器发生整体磨损时,针阀密封面宽度随着磨损深度的增加而增大,密封面上接触应力随着磨损深度的增加而减小,当磨损深度超过一定数值后,接触应力会小于密封所需的密封比压,造成喷油器针阀密封面密封失效。最后,研究了针阀结构参数对喷油器针阀密封面的密封性能的影响规律。使用未磨损有限元模型并进行仿真,结合先前分析得到的针阀磨损对密封性能的影响规律,得出针阀结构参数对喷油器针阀密封面的密封性能影响规律,并提出提高针阀密封面性能的方法。研究结果表明:针阀密封面的密封性能随着针阀锥角角度和针阀密封圈直径的增大而减小,反之则可以提高喷油器针阀的密封性能。具体而言,当针阀锥角角度为60°或者当针阀密封圈直径为4.8mm时,喷油器针阀密封面的密封性能优于未磨损模型,且在针阀处于不同磨损情况下,喷油器的密封性能也优于未磨损模型。

关键词：喷油器针阀密封性能结构参数有限元

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针阀启闭过程近场射流破碎机理的研究

内燃机学报 2020年第5期38卷 409-416页

作者：高永强陶莉莉刘永辉王希波常静钟兵山东交通学院汽车工程学院山东济南250357

设计搭建了喷油器试验平台,采用数码相机和高放大倍数、高分辩率的长距离显微镜成像技术,对燃油近场区域射流破碎进行可视化试验.并以试验工况下的流动为研究对象,基于开源计算流体动力学(CFD)软件OpenFOAM对针阀启闭过程近场射流破碎... 详细信息

设计搭建了喷油器试验平台,采用数码相机和高放大倍数、高分辩率的长距离显微镜成像技术,对燃油近场区域射流破碎进行可视化试验.并以试验工况下的流动为研究对象,基于开源计算流体动力学(CFD)软件OpenFOAM对针阀启闭过程近场射流破碎进行了数值模拟.结果表明:喷油初期,针阀开启后燃油撞击喷孔内初始气泡造成近场初始射流不同破碎形态,初始气泡大小以及位置导致近场初始射流头部不同结构形态;射流表面形成不稳定的表面波以及表面波的增长导致了近场区射流初始破碎、射流与环境气体的交互作用,加速射流破碎以及液丝、液滴的形成,在射流表面液丝和液滴剥离处存在较强的微尺度湍流,该区域具有较高的湍动能和亚网格涡黏系数;喷油末期,随着针阀关闭射流逐渐收缩,最终形成较粗液丝状,并呈非轴对称摆动.

关键词：初始射流结构针阀初始气泡射流破碎机理

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针阀粗糙度对柴油机喷孔空化现象的影响

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2016年第7期49卷 749-754页

作者：杜青杨贤郭瑾朋常青白富强天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072 天津大学内燃机研究所天津300072

针对目前柴油机广泛应用的无压力室(VCO)喷嘴,搭建大尺度可视化喷嘴稳态实验系统,采用高速摄像及粒子图像测速(PIV)技术,研究针阀粗糙度及粗糙区域长度对喷孔内空化现象及流动特性的影响.研究结果表明:针阀粗糙度的增大对喷孔内空化现... 详细信息

针对目前柴油机广泛应用的无压力室(VCO)喷嘴,搭建大尺度可视化喷嘴稳态实验系统,采用高速摄像及粒子图像测速(PIV)技术,研究针阀粗糙度及粗糙区域长度对喷孔内空化现象及流动特性的影响.研究结果表明:针阀粗糙度的增大对喷孔内空化现象有明显的抑制作用;针阀粗糙度对空化现象的影响是通过改变喷孔内部流体的时均速率和湍动能等流动特征实现的;针阀粗糙区域长度变化对空化现象的影响规律与粗糙度相似,但影响程度较弱;粗糙度及粗糙区域长度对空化现象的抑制作用随针阀升程增大而减弱.

关键词：喷嘴空化粒子图像测速粗糙度针阀

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非接触式测量电控喷油器针阀响应特性的研究

工程热物理学报 2015年第3期36卷 654-659页

作者：姚春德银增辉陈志方韩国鹏天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072

为了精确测量电控喷油器针阀的运动规律,以汽油机低压电磁阀喷油器为研究对象,采用了霍尔传感器测量电控喷油器针阀响应时的电磁阀电流信号,并引入高速摄像对整个喷雾过程进行同步观察的方法。通过对比分析针阀运动时的喷油器电路中电... 详细信息

为了精确测量电控喷油器针阀的运动规律,以汽油机低压电磁阀喷油器为研究对象,采用了霍尔传感器测量电控喷油器针阀响应时的电磁阀电流信号,并引入高速摄像对整个喷雾过程进行同步观察的方法。通过对比分析针阀运动时的喷油器电路中电流信号变化规律和高速摄像系统观察到的实时喷雾图像之间的对应关系,表明针阀的运动响应和霍尔元件传感器的输出电压存在确定的关系,并对针阀运动引起的磁路变化、电流变化进行了理论分析验证。在无需对喷油器进行任何改造的前提下,设计了一套电控喷油器针阀开启及落座滞后时间的测量系统,实现了对电磁喷油器喷油时针阀运动的实时、精准测量。

关键词：电控喷油器燃油喷射针阀动态响应

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柴油机喷油器中针阀的碰撞与运动轨迹研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2006年第3期34卷 75-78页

作者：张宗杰徐波杨瑞龙周睿华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074 中国长江电力股份有限公司湖北宜昌443002

针对柴油机喷油器内的针阀运动速度快,作用时间短,负荷强度高的特点,按针阀实际工作负荷确定加载函数,采用有限元方法,对喷油器多质量运动系统进行非线性动力学分析,研究针阀碰撞的影响因素,模拟针阀系统的运动,计算冲击应力.在190试验... 详细信息

针对柴油机喷油器内的针阀运动速度快,作用时间短,负荷强度高的特点,按针阀实际工作负荷确定加载函数,采用有限元方法,对喷油器多质量运动系统进行非线性动力学分析,研究针阀碰撞的影响因素,模拟针阀系统的运动,计算冲击应力.在190试验柴油机上对多种喷油器的针阀运动、喷射压力进行了试验研究,证实数学模型和模拟方法实用有效,研究结果可用于喷油器的设计和改进.

关键词：柴油机针阀冲击应力