一种喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计方法技术

本发明专利技术公开了一种喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计方法。它包括如下步骤：根据发动机缸内燃烧压力计算喷油器正常压紧密封受力平衡需求的拧紧力矩值3M

【技术实现步骤摘要】
一种喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计方法
本专利技术属于发动机及相关系统
，具体涉及一种喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计方法。
技术介绍
当前喷油器压紧螺栓拧紧力矩M设计值来自于发动机技术文档推荐值，喷油器压紧力F设计值来自于燃油系统供应商推荐值，在发动机设计过程中缺少正向设计喷油器压紧螺栓拧紧力矩方法。且现有的喷油器压紧螺栓拧紧力矩失效后很难分析失效原因并采取有效应对措施。因此专利技术一种喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计方法是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，根据发动机工作过程中的缸内燃气产生的机械负荷和热负荷，提供一种喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计方法。本专利技术采用的技术方案是：一种喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计方法，包括如下步骤：根据发动机缸内燃烧压力计算喷油器正常压紧密封受力平衡需求的拧紧力矩值3M0，同时测量喷油器压紧螺栓拧紧时应力释放产生的力矩衰减值ΔM1和喷油器压紧面在高温热负荷下产生的力矩衰减值ΔM2，由此计算出喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计的最小值3M0+ΔM1+ΔM2，确定喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计边界。上述步骤中，根据喷油器压板工作时受力情况，FN+G0＝F+F0F.L1＝F0.L2M＝kdFN其中，k—螺栓拧紧力矩系数；d—螺栓公称直径，单位：m；G0—喷油器压板自重，单位：N；L1—螺栓轴线到喷油器支撑点距离，单位：m；L2—螺栓轴线到缸盖支撑点距离，单位：m；FN—螺栓拧紧时喷油器压板受到的轴向压紧力，单位：N；F0—螺栓拧紧时喷油器压板受到的缸盖支撑力，单位：N；F—螺栓拧紧时喷油器压板受到的喷油器支撑力，单位：N；M—螺栓拧紧力矩，单位：N.m；计算出根据喷油器工作时受力情况，pmiS0≤F+G为保证喷油器正常压紧密封，喷油器压紧螺栓拧紧力矩需满足其中，pmi—缸内平均有效压力，单位：Pa；G—喷油器自重，单位：N；S0—缸内燃气作用在喷油器底部的最大截面面积，单位：m2；发动机工作时缸内最大压力为燃烧爆压pmax，假设满足此压力下的喷油器压紧螺栓拧紧力矩为M0，单位：N.m，则上述式中的参数可以从发动机设计图纸中查到，因此每一款发动机都对应一个临界值M0，实际上缸内压力并不是一个恒定不变的压力，而是一个最大值为pmax的循环变化高频冲击力，同时缸内燃气的高温作用还对喷油器压紧密封面位置施加一个热负荷作用，这都使得喷油器的工作条件变得更加苛刻，通常需增加一个安全系数来保证喷油器正常压紧密封，安全系统推荐值为3，即M≥3M0该边界是喷油器正常工作时压紧螺栓应满足的最小拧紧力矩，不包括装配应力和高温热负荷引起的拧紧力矩衰减损失，设计时还需要考虑拧紧力矩衰减值。上述步骤中，喷油器压紧螺栓拧紧过程中存在拧紧压应力，螺栓拧紧后该压应力会慢慢释放导致拧紧力矩产生一个衰减值ΔM1，ΔM1可通过拧紧力矩复测来测量；ΔM1＝M01-M02其中，M01—螺栓装配时的初始拧紧力矩，单位：N.m；M02—复位法复测的拧紧力矩，单位：N.m。上述步骤中，喷油器压紧密封面位置存在高温热负荷作用，该作用会使拧紧力矩产生一个衰减值ΔM2，ΔM2可通过一种简化装置测量计算，ΔM2＝M11-M12其中，M11—常温下螺栓的实际拧紧力矩，单位：N.m；M12—温度升高到发动机工作温度并保温12小时，此时螺栓的实际拧紧力矩，单位：N.m。上述步骤中，喷油器压紧螺栓拧紧力矩需要包含以上力矩衰减幅度，由此可得M≥3M0+ΔM1+ΔM2计算出满足喷油器压紧要求压紧螺栓拧紧力矩最小值。本专利技术的有益效果是：保证发动机工作时喷油器压紧螺栓拧紧力矩安全可靠。附图说明图1是喷油器在发动机上压紧布置示意图；图2是热负荷下喷油器压紧力矩衰减测量装置。其中，1—喷油器、2—压紧螺栓、3—喷油器压板、4—缸盖受力面、5—缸盖、6—铜套、7—铜垫片、8—垫块、9—支座、10—压力传感器、11—锁紧螺母、12—恒温箱。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，便于清楚地了解本专利技术，但它们不对本专利技术构成限定。结合图1、图2，本专利技术包括如下步骤：根据发动机缸内燃烧压力计算喷油器正常压紧密封受力平衡需求的拧紧力矩值3M0，同时测量喷油器压紧螺栓拧紧时应力释放产生的力矩衰减值ΔM1和喷油器压紧面在高温热负荷下产生的力矩衰减值ΔM2，由此计算出喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计的最小值3M0+ΔM1+ΔM2，确定喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计边界。上述步骤中，根据喷油器压板工作时受力情况，FN+G0＝F+F0F.L1＝F0.L2M＝kdFN其中，k—螺栓拧紧力矩系数；d—螺栓公称直径，单位：m；G0—喷油器压板自重，单位：N；L1—螺栓轴线到喷油器支撑点距离，单位：m；L2—螺栓轴线到缸盖支撑点距离，单位：m；FN—螺栓拧紧时喷油器压板受到的轴向压紧力，单位：N；F0—螺栓拧紧时喷油器压板受到的缸盖支撑力，单位：N；F—螺栓拧紧时喷油器压板受到的喷油器支撑力，单位：N；M—螺栓拧紧力矩，单位：N.m；计算出根据喷油器工作时受力情况，pmiS0≤F+G为保证喷油器正常压紧密封，喷油器压紧螺栓拧紧力矩需满足其中，pmi—缸内平均有效压力，单位：Pa；G—喷油器自重，单位：N；S0—缸内燃气作用在喷油器底部的最大截面面积，单位：m2；发动机工作时缸内最大压力为燃烧爆压pmax，假设满足此压力下的喷油器压紧螺栓拧紧力矩为M0，单位：N.m，则上述式中的参数可以从发动机设计图纸中查到，因此每一款发动机都对应一个临界值M0，实际上缸内压力并不是一个恒定不变的压力，而是一个最大值为pmax的循环变化高频冲击力，同时缸内燃气的高温作用还对喷油器压紧密封面位置施加一个热负荷作用，这都使得喷油器的工作条件变得更加苛刻，通常需增加一个安全系数来保证喷油器正常压紧密封，安全系统推荐值为3，即M≥3M0该边界是喷油器正常工作时压紧螺栓应满足的最小拧紧力矩，不包括装配应力和高温热负荷引起的拧紧力矩衰减损失，设计时还需要考虑拧紧力矩衰减值。上述步骤中，喷油器压紧螺栓拧紧过程中存在拧紧压应力，螺栓拧紧后该压应力会慢慢释放导致拧紧力矩产生一个衰减值ΔM1，ΔM1可通过拧紧力矩复测来测量；ΔM1＝M01-M02其中，M01—螺栓装配时的初始拧紧力矩，单位：N.m；M02—复位法复测的拧紧力矩，单位：N.m。上述步骤中，喷油器压紧密封面位置存在高温热负荷作用，该作用会使拧紧力矩产生一个衰减值ΔM2，ΔM2可通过一种简化装置测量计算，ΔM2＝M11-M12其中，M11—常温下螺栓的实际拧紧力矩，单位：N.m；M12—温度升高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计方法，其特征在于：包括如下步骤：根据发动机缸内燃烧压力计算喷油器正常压紧密封受力平衡需求的拧紧力矩值3M

【技术特征摘要】
1.一种喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计方法，其特征在于：包括如下步骤：根据发动机缸内燃烧压力计算喷油器正常压紧密封受力平衡需求的拧紧力矩值3M0，同时测量喷油器压紧螺栓拧紧时应力释放产生的力矩衰减值ΔM1和喷油器压紧面在高温热负荷下产生的力矩衰减值ΔM2，由此计算出喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计的最小值3M0+ΔM1+ΔM2，确定喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计边界。


2.根据权利要求1所述的一种喷油器压紧螺栓拧紧力矩设计方法，其特征在于：上述步骤中，
根据喷油器压板工作时受力情况，
FN+G0＝F+F0
F.L1＝F0.L2
M＝kdFN
其中，k—螺栓拧紧力矩系数；d—螺栓公称直径，单位：m；G0—喷油器压板自重，单位：N；L1—螺栓轴线到喷油器支撑点距离，单位：m；L2—螺栓轴线到缸盖支撑点距离，单位：m；FN—螺栓拧紧时喷油器压板受到的轴向压紧力，单位：N；F0—螺栓拧紧时喷油器压板受到的缸盖支撑力，单位：N；F—螺栓拧紧时喷油器压板受到的喷油器支撑力，单位：N；M—螺栓拧紧力矩，单位：N.m；
计算出



根据喷油器工作时受力情况，
pmiS0≤F+G
为保证喷油器正常压紧密封，喷油器压紧螺栓拧紧力矩需满足



其中，pmi—缸内平均有效压力，单位：Pa；G—喷油器自重，单位：N；S0—缸内燃气作用在喷油器底部的最大截面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建峰，李卫国，张磊，樊有林，张辉亚，殷勇，严波，李海言，林浩，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42