高压共轨式喷油器开裂失效分析

某型柴油发动机在车辆行驶过程中发生失效,行驶里程仅为2743 km,经拆解后发现发动机第6缸高压共轨式喷油器的针阀体发生了轴向开裂,对其进行了失效分析。通过宏观痕迹分析、扫描电镜断口分析、能谱分析、金相分析及显微硬度测试,指出针阀体开裂的主要原因是球头处基体内存在纺锤形缺陷,该缺陷是含Zr、O等元素的原材料夹渣。针阀体材料为ASP钢,在其生产过程中,钢液经过雾化喷嘴(高密度氧化锆材质)时,喷嘴上的小块掉落钢液中形成夹渣,裂纹从夹渣处萌生并扩展,导致针阀体发生早期疲劳开裂。

一种微秒级脉冲电解加工工程化电源研制

针对针阀体喷孔的去毛刺技术要求,研制了一种以IGBT为开关器件的微秒级脉冲电源。该电源采用直流加斩波输出方案,直流部分采用现有稳压直流电源,设计了该电源斩波部分脉冲发生电路、推动电路、电源主电路和保护电路。使用该电源进行了针阀体电解去毛刺工艺实验,实验数据表明喷孔流量和压力室杂散腐蚀程度达到设计技术要求。

基于流固耦合的喷油器针阀体温度场分析

针对喷油器针阀体各部分传热方式的不同,将针阀体分为3个区域,分析了各区域的传热方式和传热边界条件确定方法。基于流体体积法建立了喷孔内部流动模型,计算分析了喷孔内部速度分布情况,确定了针阀体内表面的传热边界条件。建立了柴油机三维燃烧模型,计算分析了针阀体顶端外表面处的热流密度,确定了针阀体顶端外表面的传热边界条件。基于流固耦合的方法,计算了某型柴油机最大扭矩点和标定工况点的针阀体温度分布,计算结果表明:针阀体从上到下温度逐渐增大,最高温度出现在针阀体顶端;喷孔内部从进口到出口温度逐渐增大,喷孔出口温度最高;针阀体外表面喷孔下侧温度高于喷孔上侧;喷孔内部出口侧以及针阀体外表面喷孔处的温度均达到了积炭形成的最低温度;标定工况点针阀体温度高于最大扭矩点。结合针阀体实际积炭分布特点可知:在针阀体温度和缸内高温燃气的共同作用下,积炭不断产生并积累在喷孔出口周围。