PFI汽油机喷油器喷孔板焊接疲劳强度研究
2021-08-13莫福广梁军王洪勃林嘉梁源飞
机械制造与自动化 2021年4期
关键词:焊缝
莫福广,梁军,王洪勃,林嘉,梁源飞
(上汽通用五菱汽车股份有限公司,广西 柳州 545007)
0 引言
随着国家法规对汽车尾气中有害物质排放限值的严控,对发动机的燃烧、排放要求也越来越高。缸内直喷(GDI)发动机由于喷油压力高,燃油雾化好,燃烧效率高,能有效降低未燃碳氢和CO排放[1],正逐渐成为轻型汽油发动机的主流[2-3]。但GDI汽油机的NOx及颗粒排放比PFI汽油机及带颗粒捕集器的柴油机大幅增加[4-5],需要增加额外的控制措施。同时,GDI喷射系统相比PFI喷射系统价格也更昂贵,导致整机成本上升。各个主机厂为了在满足排放法规、动力输出的同时,兼顾成本,仍将大量、长期使用PFI汽油机。
喷孔板是通过激光焊接在喷油器末端超薄不锈钢钢板,厚度一般在100~200 μm之间,主要应用在PFI汽油机上,见图1。喷孔板的几何尺寸决定着喷油器油束喷射状态,对发动机的排放性能起关键性作用[6-7]。在PFI汽油机运行过程中,喷孔板不断地承受着380 kPa的高压燃油均布载荷的作用,见图2椭圆A区域,这对喷孔板的焊接及材料本身强度要求增加。在某款发动机试验过程中,就发现因喷孔板强度不足,导致喷孔板疲劳断裂,喷油器功能丧失。

图1 喷孔板的位置

图2 喷孔板受力情况
近年,国内外学者主要的研究重点为GDI汽油机喷油器结构对喷油器性能的影响,如SEQUINO L、JIANG C Z、姚春德等都对喷嘴某些几何参数对喷雾特性的影响进行了研究[8-10],郭世龙等研究了针阀偶件间隙、柱塞偶件间隙、针阀升程、衔铁升程等对喷油器喷油一致性的影响[11]。……
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