以共轨式电控燃油喷射系统为代表的电控燃油喷射技术可实现在任何转速、工况下的高压燃油喷射,这对改善发动机低速、低负荷工况的性能尤为有利。 由于最高许用喷油压力是由高压油泵主要零部件的刚度和密封性所决定的,因此,大幅度提高喷油压力必然会遇到高压油泵工作可靠性,特别是油泵柱塞偶件过量泄漏所引起的难以建立较高燃油压力的问题。本文针对共轨燃油系统高压油泵设计中的若干关键技术问题,开展了理论分析、零部件设计与结构改进研究,探讨了解决油泵柱塞偶件过量泄漏的问题。本文的研究内容和创新点主要有以下几个方面:在广泛阅读国内外相关文献的基础上,对高压共轨燃油系统的组成、工作原理、国内外研究现状进行了综述,全面分析了高压共轨燃油系统的工作特点,以及提高燃油喷射压力、有效控制油泵燃油泄漏量所面临的关键技术问题。 在对高压油泵的柱塞偶件、泵油凸轮等主要组成部件进行较为详细讨论的基础上,立足于国内现有的机械加工设备和工艺条件,对供油压力达150MPa的高压油泵部套进行了结构设计和工程图绘制。在设计计算中,采用高次方函数凸轮模型进行了三作用凸轮的型线设计,并作了接触强度校核;运用参数化三维造型软件PRO/E对高压油泵各零部件进行了三维造型设计。通过计算,确定了高压油泵部套的主要结构参数和装配尺寸。针对柱塞偶件径向间隙的燃油泄漏问题,运用大型有限元分析软件ANSYS中的流体—结构耦合模型,对柱塞偶件和径向间隙中的高压燃油流动进行了计算分析。通过将八种结构设计方案的有限元分析结果进行对比,明确了可显著减少燃油泄漏量的柱塞偶件结构的改进方向。发现柱塞偶件径向间隙的泄漏量大小基本上可以通过入口处的间隙值大小来判断。与普通结构的柱塞偶件相比,对柱塞偶件的结构与尺寸进行适当改进可以有效减少径向间隙中的燃油泄漏量。本项研究为高压共轨燃油系统高压油泵的开发和结构改进提供了技术依据,同时也为高压油泵柱塞偶件的可靠性与优化设计提供了一种可资借鉴的设计方法和技术思路。