垂直多孔喷嘴内部流动空穴现象数值模拟分析

柴油机喷嘴内部空穴流动是影响喷雾特性的重要因素,在对柴油机喷嘴喷孔内部空穴流动现象分析的基础上,利用混合多相流空穴模型对垂直多孔喷嘴完全发展了的空穴流动进行了三维数值模拟,分析了喷油压力、气缸背压及喷孔入口圆角半径与喷孔倾角对喷孔内部空穴分布的影响。验证了低空穴参数对应的空穴层延伸长度较长,喷孔入口锐边过渡会增加喷孔出口液流紊乱,从而加速雾化。     

柴油机渐缩形喷孔喷嘴流动特性研究

利用混合多相流空穴模型,对柴油机渐缩形喷孔喷嘴进行了三维气液两相流数值模拟,分析了喷油压力、喷油背压及针阀运动对其内部空穴分布、湍动能分布、喷孔出口平均流速及流量系数的影响规律,并与圆柱形喷孔喷嘴进行了对比分析。结果表明：对于渐缩形喷孔喷嘴,喷油压力的提高或针阀开启速度的加快,均可增强喷孔内的空化效应,强化喷孔内的液流紊乱,提高喷孔出口平均流速及循环喷油量,这对于燃油喷射及雾化的改善、柴油机性能的提高都是有利的;随着喷油背压的增加,喷嘴的流量系数虽略有提高,但喷孔内的空化效应、液流紊乱及喷孔出口平均流速均逐渐降低;相同喷射条件或针阀升程下,喷嘴内的空化效应弱于圆柱形喷孔喷嘴,喷孔出口平均流速及流量系数高于圆柱形喷孔喷嘴。     

柴油机喷孔内空化过程与流动特性研究

为研究柴油机喷孔内燃油空化过程及其对流动能力的影响,基于试验和CFD三维仿真,保持入口压力不变,通过改变出口压力改变空化数,研究了随空化数变化,喷孔内空化过程及空化流动特性。研究结果表明:随空化数降低,喷孔内流动经历3个阶段:无空化阶段、空化发展阶段和空化饱和阶段。在不同的空化阶段,随空化数降低,空化过程和燃油的流通能力不同:无空化阶段,喷孔轴向各截面气液混合相体积分数不变,燃油流量增加,流量系数不变;空化发展阶段,空化从喷孔入口端向出口端发展,沿流向各截面气液混合相体积分数均增加,燃油流量增加,但流量系数下降;空化饱和阶段,喷孔入口端面的气液混合相体积分数首先达到稳定,沿流动方向,其他截面依次达到稳定,燃油流量达到最大并保持稳定,流量系数不断减小。     

喷孔几何特征对孔内流动及近孔区域燃油雾化的影响

采用混合多相流模型与空穴模型相结合的方法,对喷孔内部流动特性及近孔区域燃油喷射及雾化进行数值模拟。计算结果表明,喷孔几何特征对其内部流动特性及近孔区域燃油喷射及雾化具有重要影响,对于截面渐扩的喷孔,孔内空化效应、湍流度均增强,喷孔出口流速提高,喷油压力增大时效果更显著,空穴强度增大能够促进近孔区域燃油快速分裂,使燃油液滴雾化更细小,有利于柴油机油气混合以及性能的提高。对于截面渐缩的喷孔,孔内空化效应受到抑制、湍流度和喷孔出口流速均降低,喷孔出口液柱较长、液块较大,近孔区域燃油雾化程度降低。     

双层喷孔喷油器喷油压力对增压柴油机排放影响的研究

双层喷孔喷油器能扩大喷油的空间分布范围,有利于混合气的形成.喷油压力作为此类喷油器的重要物理参数,强烈地影响着喷射燃油的雾化效果,进而对缸内燃油燃烧以及排放特性产生显著的影响.为此,利用三维CFD软件FIRE对一台带双层喷孔喷油器的增压式直喷柴油机进行了缸内燃烧和排放模拟计算;同时,分析研究了喷油压力对缸内三维流场、燃油蒸发、油滴滴径以及NOx和碳烟等的影响规律,并对模拟计算的示功图和排放结果进行了实验验证.计算结果表明,提高喷油压力能促进燃油的缸内蒸发,减小油滴的索特平均直径,提高缸内平均温度,使NOx排放升高而碳烟排放降低.实验结果证明了计算模型的可靠性.     

喷孔空化特性和近孔初始射流结构研究

设计了透明的有机玻璃喷嘴头部代替原喷油器的压力室和喷孔,在高压共轨试验台架上搭建了喷油器孔内流动和近孔喷雾可视化试验装置,采用高速可控闪光摄影与长距离显微成像技术相结合方法,获得了喷孔内部空化流动和近孔区域初始射流结构形态的发展过程图像。结果表明,所有试验喷孔内均呈现空化流动,空化强度和空化类型与针阀升程和喷油压力有关,喷油压力越高,对应空化初生的喷油时刻越早,并且空化类型在喷孔内出现的频率和时间也不同;喷油前喷孔内存在初始气泡,初始气泡大小不同导致了近孔区域初始射流结构不同。基于大涡模拟(Large eddy simulation,LES)和界面追踪法(Volume of fluid,VOF)多相流模型,根据喷嘴内部几何形状和试验条件,模拟计算喷孔内初始气泡的演变过程以及初始射流结构形态的形成发展过程,试验结果与模拟结果相符。     

高压喷射条件下非常态燃油喷嘴内部空化流动特性

为了改善柴油机喷嘴出口处燃油液滴的破碎状态并增加初始湍动能,采用了180 MPa的高压燃油喷射。推导了受高压喷射影响时非常态燃油各个物性参数与压力之间的关系。搭建了高压定容器喷雾闪光摄影试验台架,在AVL FIRE软件平台上建立了喷油嘴喷孔内部流场的三维CFD模型,通过喷雾测试结果对仿真模型进行了修正。分析了喷孔内部气液两相流场的三维流态以及空化流动特性。结果表明,非常态燃油物性参数的变化有利于增强空化效应;增大燃油喷射背压对孔内的空化效应具有抑制作用;随着喷孔直径增加,燃油高速区域扩大,空化效应增强;增大喷射夹角也有利于增强空化效应,但效果不明显。     

新型柴油机共轨燃油喷射系统2D喷油器的设计

介绍了柴油机高压共轨燃油喷射系统的工作原理、喷油器开发的现状和存在的不足,提出新型柴油机共轨燃油喷射系统2D喷油器的设计思路。2D喷油器具有响应特性好、喷油压力高、雾化质量优等特点。其设计思路具有一定创新意识。     

喷油质量试验与常见故障

喷油质量试验与常见故障在没有喷油器试验器时，可把修复好的喷油器直接装在柴油机的喷油泵上试验：调到规定压力后（调整喷油压力时，不能让皮肤或手指靠近喷孔，以免高压柴油射入皮肤流入血管，引起毒害），以５０次／分的泵油速度泵油、如喷出的燃油成均匀细密的雾化点...     

直喷汽油机多孔喷油器喷嘴内部流动数值模拟

采用双流体法应用线性空化模型对某直喷汽油机多孔喷油器喷嘴内部流动形态进行模拟,分析了喷嘴内空化流动发展规律,总结并比较了几种判断空化流动的方法.模拟结果表明:在喷孔内及针阀开启关闭时与阀座缝隙间均发现有空化现象;空化形态不稳定,随时间变化;空化造成喷嘴流量减小流速增大,各孔流量亦产生差异;临界空化数可以有效预测空化现象;GDI多孔喷嘴仅在喷射压力很小而喷射背压很大的分层燃烧方式下有可能不空化.     

喷油器不喷油故障诊断与排除

喷油器的功用是将喷油泵输送来的高压柴油,以一定的压力经喷孔成雾状喷入柴油机燃烧室,与压缩空气形成均匀的混合气以利于燃烧。喷油器还能迅速地切断燃油供给,不发生燃油滴漏现象。     

修旧利废经验集锦

1.缩孔法修复喷油嘴 轴针式喷油器偶件,由于长期受高温、高压气体的侵蚀和高压、高速燃油的冲击,喷孔会出现不规则的磨损,喷油出现偏射、散射,甚至渗油、滴油,影响发动机的动力性和经济性。可采用缩孔法修复,其方法是: 拆下喷油器偶件,置针阀体于工作台上,喷孔朝上,在喷孔放一直径4～6毫米的钢球,用小铁锤轻轻地敲击,使喷孔产生塑性变形,以缩小喷孔直径。但     

喷油质量的试验检修

在没有喷油器试验器时,可把修复好的喷油器直接装在柴油机的喷油泵上试验:调到规定压力后(调整喷油压力时,不能让皮肤或手指靠近喷孔,以免高压柴油射入皮肤流入血管,引起毒害),以50次/分钟的泵油速度泵油。如喷出的燃油成均匀细密的雾化点,慢泵时伴有清脆的断续的“唧唧”叫声,又无滴油现象,并在针阀体喷孔周围无严重的渗漏,即为合格。试验时,常见故障有:1.若慢泵时无断续声,快泵时又成线不起雾,可能是针阀锥度接合面不密封而引起的。2.喷油成线又斜,无叫声,可能是因为喷孔过小;若喷油雾化较粗,叫声不清脆,可能是因为喷孔过大。3.调高喷油压…     

喷油质量试验与常见故障

在没有喷油器试验器时，可把修复好的喷油器直接装在柴油机的喷油泵上试验：调到规定压力后(调整喷油压力时，不能让皮肤或手指靠近喷孔，以免高压柴油射入皮肤流入血管，引起毒害)，以50次／分的泵油速度泵油。如喷出的燃油成均匀细密的雾化点，泵慢时伴有清脆的断续的唧唧叫声，又无滴油现象，并在针阀体喷孔周围无严重的渗漏，即为合格。试验时，常见故障有：     

不同燃料的喷嘴内流动与喷雾形态可视化试验

采用高速可控闪光摄影技术搭建了喷油器喷孔内流动及近场喷雾可视化试验装置,针对柴油、汽油、乙醇柴油、生物柴油4种燃料,对实际尺寸的透明喷油器喷孔内的流动及近场喷雾进行了对比试验研究。试验研究结果表明:所有试验燃料喷孔内均呈现空穴流动,低运动粘度、高饱和蒸气压的燃料空穴生成时刻更早、空穴强度更强;喷孔空穴强度较大的燃料具有更大的近场喷雾锥角;喷射结束后喷孔内会产生气体倒流现象并形成初始气泡,初始气泡体积随燃料表面张力的减小而增大。同时发现,针阀运动会对压力室和喷孔内的流动产生极大的扰动并影响其流动形态。     

大流量压电式喷油器设计与试验

分析了大功率柴油机喷油流量要求,提出了压电喷油器主要部件的设计参数.结合实际发动机,确定了大流量压电式喷油器的设计方案,计算了两种压电堆和液力放大机构的输出参数,确定了双排不同喷孔直径的布置方案;通过试验分析压电执行器的响应速度,确定了喷油器最小喷射间隔时间为0.6 ms,经喷油器喷油效果验证表明:压电执行器、液力放大机构和双排喷孔的方案能满足大流量喷油的要求.     

喷嘴内空穴现象对柴油机喷雾特性的影响

基于Nurick的一维模型对柴油机喷嘴内空穴现象的产生进行了描述并运用不可压缩流体的伯努利方程对喷嘴内流体进行了理论分析.研究表明,空穴数是影响空穴最为重要的参数,雷诺数与空穴无关,任何影响空穴数的因素也就意味着影响空穴.空穴现象对喷孔内部液流特性有着很大的影响,随着空穴形态的演变,喷嘴的流量系数以及喷孔出口速度都呈现出不同的变化趋势.空穴现象增大了流体喷束的喷雾锥角,是影响液体喷束雾化的重要因素.     

某柴油机喷油器喷射过程数值研究

喷油器是柴油机高压共轨燃油喷射系统的关键部件.喷油器关键部位参数和燃油选择会影响柴油机的喷油过程,从而影响柴油机工作特性.通过建立一维仿真模型,研究不同的结构参数和不同燃油的粘度、密度对针阀运动规律、喷油速率、喷油量等影响,研究结果对燃油的选择和喷油器的关键部位设计具有一定的参考价值.     

喷油器为何回油多

当柴油机喷油器的回油量较大时 ,通过喷孔的正常流量则减少 ,会使喷油压力降低 ,喷油时间推迟。引起回油量增大的原因是 :①喷油嘴的针阀与阀体的导向部分磨损 ,配合间隙增大。这是由柴油机工作过程的正常磨损造成的 ,并随着使用期加长而逐渐严重 ,当回油量过多时 ,应更换喷油嘴。②喷油器壳体下端面与喷油嘴阀体上端面贴合不严密。这种情况多发生于拆装喷油器时未按技术要求进行操作。在拆装喷油器时如不先松开喷油压力调节螺钉 ,或喷油嘴压紧螺母拧得过紧 ,都极易损伤喷油器壳体的下端面 ,而造成端面泄漏。为避免喷油器因拆装不当而造成回…     

柴油机针阀偶件高压泄漏量的试验与计算分析

随着柴油机排放法规的不断严格，使柴油机喷油压力越来越高，高压喷射承压偶件配合间隙的燃油泄漏将对喷油过程产生影响。为此。以柴油机喷油器针阀偶件为研究对象，用试验研究和对针阀偶件进行有限元分析相结合的方法，对燃油泄漏量的计算模型进行了探讨，表明针阀偶件配合面在油压下的变形对燃油泄漏量大小有较大的影响，得出高压条件下正确计算间隙间燃油泄漏量的方法。