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本文对原S195单缸柴油机的喷油装置进行了改造，利用“双峰”凸轮结构实现柴油机预喷射技术，并分析了影响柴油机预喷射的因素。对原S195单缸柴油机喷油泵凸轮轴相关数据进行了测量，在此基础上，设计了喷油泵“双峰”凸轮轴。对预喷射与主喷射间隔角分别为150°、120°、90°和60°的凸轮型线进行了设计研究，并得出了“双峰”凸轮型线方程。同时，研究了配气相位对预喷射的影响，得出了S195柴油机的进、排气凸轮型线方程。在凸轮轴各项数据确定后，绘制了具有预喷射功能的“双峰”凸轮轴图纸。
利用虚拟样机技术可以缩短产品设计周期、降低成本，为此本文利用虚拟样机软件ADAMS对柴油机预喷射喷油机构进行仿真分析。首先利用UG建立了S195单缸柴油机的喷油泵模型，并进行了相应的简化。然后将UG建立的模型导入到ADAMS/View中，根据S195柴油机的实际结构和运行状况，合理地选择约束条件，建立了完整的虚拟样机动力学仿真模型。最后分别对预喷射与主喷射间隔角分别为150°、120°、90°和60°时的模型进行仿真分析，得到了相应的柱塞升程曲线、速度曲线和加速度曲线。并对预喷射与主喷射间隔角为60°时，过渡圆弧半径分别为15mm、20mm、30mm和40mm时的情况进行仿真对比，得到相应的柱塞升程曲线、速度曲线和加速度曲线。通过对不同喷油泵机构模型的仿真对比，确定预喷射与主喷射喷油间隔角为60°、过渡圆弧半径为40mm时，凸轮型线具有较好的动力学特性。