柴油机喷油器的有限元计算与可靠性提高

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柴油机喷油器的有限元计算与可靠性提高文章编号 ： 1 0 0 o -0 9 2 5 ( 2 0 0 3 )o 2 -0 8 0 - -0 3
柴油机喷油器的有限元计算与可靠性提高
梁前超 。 黄容华 。 彭 彪 ， 焦宇飞 ， 林瑞霖 ， 杨汉法
( 1 . 华中科技大学 ， 武汉 4 3 0 0 7 4 ； 2 . 海军工程大学； 3 . 上海基地装配部 ； 4 . 海军舟山基地)
Fi ni t e El e me nt Cal c ul at i on a nd Re l i a bi l i t y Enhanc e me nt o f
Di e s e l S F u e l I n j e c t o r
24 0041
Li a n g Qi a n c h a o ， Hu a n g Ro n g h u a ， P e n B i a o ， J i a o Yu f e i ， Li n Ru i l i n ， Ya n g Ha n f a
( 1 . Hu a z ho ng Un i v e r s i t y o f Sc i e nc e a n d Te c hn ol og y， W u ha n 4 3 0 07 4； 2. Na v a l Un i v e r s i t y o f
Eng i ne e r i n g； 3 . Sha ng ha i Ba s e ， As s e mbl y De p a r t me n t ； 4. Na ve l Zho us ha n Ba s e )
Abs t r ac t By me a n s o f t he f i n i t e e l e me nt me t ho d， t he c a l c u l a t i on a nd a na l y s i s h a ve be e n ma d e f or
t he mod e l PC2 - 5 e ng i ne s n oz z l e s ma d e i n Fr a nc e， i n whi c h t h e r e a r e S O l e a k a ge s . Th e r e as o n i s t ha t t he pr i -
ma r y t i ght e ne d f o r c e a n d r e p a i r t e c hn i qu e f a l l s h or t o f d e s i g n ne e d . The l owe s t l i mi t e d v a l u e o f t h e p r i ma r y
t i gh t e n e d f or c e a nd t he r e p a i r t e c hn i q ue h a ve b e e n pr e s e n t e d， a nd t he r e l i a b l i l i t y e nh a nc e me nt o f t he di e s e l
e ng i ne i s a c h i e v e d.
摘要 本文对有平面泄漏的法国 P C2 - 5柴油机喷油器喷嘴端进行 了有限元计算和分析，
指出了渗漏的原 因是预紧力及修理工艺达不到设计要求， 给 出了预 紧力最低限值及修理工艺
要求， 计算 了柴油机的可靠性指标， 提 高了柴油机 的可靠性。
关键词 ： 内燃机； 喷油器； 有限元 ； 可靠性提高
Ke y Wo r d s ： I . C.En g i n e ； Fu e l I n j e c t o r ； F i n i t e El e me n t Me t h o d； Re l i a b i l i t y En -
ha n c e me n t
中图分类号 ： TK4 2 8 TK4 21 . 4 文献标识码 ： A
1 概述
法国 P C2 - 5柴 油机被作 为舰上 主机 ， 工作 1 5
年来 ， 喷 油器 频繁 发生 故 障， 其平 均 使用 寿命 为
3 8 0 h ， 而按设计要求应为 3 0 0 0 h以上， 因故障原因
不明， 问题-直得不到解决。后来通过专项研究，
特别是进行了喷油器解剖及喷油器 的有限元计算 ，
终于发现了故障部位及其产生 的机理。问题在
P C 2 - 5柴油机喷油器的喷油器体 与喷嘴接触端面
有渗漏现象发生。为分析该现象 的发生是否 因预
紧力不够造成的， 特进行喷油器紧帽预 紧力矩与压
力间关系的测量与计算 。采 用专门开发的计算 机
可靠性 程 序 计算 了柴 油 机 可 靠 性 指 标 的 提高 。
2 测 量方 法和原 理
测量采用的仪器与软件主要有 ： YJ - 2 5静态数
字应变仪两台、 S AP S 0动静态有 限元软件和可靠性
计算软件 。
测量原理如下 ：
( 1 ) 利用应变片及应变仪测量紧帽表面指定点
的应变- 预紧力矩 曲线 ；
( 2 ) 利用有限元软件计算预紧力与表面指定点
的应变之间的关系；
( 3 ) 由步骤 l 、 2换算出预紧力矩与预紧力之间
的关系。
收稿 日期： 2 0 0 2 -1 2 -O 3
作者简介 ： 梁前超( 1 9 6 1 -) ， 男 ， 博士研究生 ， 副教 授， 主要研究方向为动力工程可靠性工程及仿真