柴油機(jī)無壓力室噴嘴各孔流動特性分析-.pdf

1、柴油機(jī)噴油器霧化質(zhì)量除了受由空氣動力學(xué)引起的二次霧化影響，更主要的是受由噴孔內(nèi)空穴、湍流以及外部氣動作用引起的初次霧化破碎的影響，各噴孔內(nèi)部流動特性作為影響噴嘴噴孔出口燃油霧化的重要參數(shù)，對提高燃油霧化質(zhì)量、優(yōu)化燃燒過程及降低污染物排放起著關(guān)鍵作用。因此，研究柴油機(jī)噴油器各孔內(nèi)部流動特性對多孔噴油器的設(shè)計(jì)安裝具有指導(dǎo)意義。
　　本文以非道路某二氣門柴油機(jī)用無壓力室噴嘴為研究對象，生成噴嘴流動的三維幾何模型，選擇雙流體模型和空化模型

2、模擬計(jì)算各孔內(nèi)部流動過程，可計(jì)算得到各孔噴油規(guī)律以及各孔內(nèi)部流動的三維云圖。
　　同時，基于噴霧動量原理搭建了測量各孔噴霧沖擊力的試驗(yàn)臺架，利用動量守恒原理測量各孔噴霧沖擊力得到各孔噴油規(guī)律。通過對比各孔實(shí)測噴油規(guī)律和各孔模擬噴油規(guī)律可知，二者形狀基本吻合。
　　將試驗(yàn)工況測得的噴油壓力設(shè)置為入口邊界條件，模擬分析各孔瞬態(tài)流動特性，不同噴油階段各孔表現(xiàn)出不同的流動特性。針閥開啟階段，噴油壓力隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增加不斷增加，各噴

3、孔內(nèi)部空穴出現(xiàn)不同程度的增加，燃油流速也隨之逐漸增加；針閥全開時，噴油壓力較大且隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增加不斷變化，各噴孔內(nèi)燃油流速也不斷隨之發(fā)生變化，同時各噴孔內(nèi)出現(xiàn)不穩(wěn)定空化：噴油壓力升高時，噴孔內(nèi)部空穴區(qū)減小，噴油壓力下降時，噴孔內(nèi)部空穴區(qū)增加；針閥關(guān)閉階段，噴油壓力隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增加不斷下降，導(dǎo)致燃油流速也隨之下降，但此時各噴孔內(nèi)空穴區(qū)變化不明顯，當(dāng)針閥接近完全關(guān)閉時，各噴孔內(nèi)部空穴區(qū)會有稍許增加。
　　針閥軸線與各噴孔軸線夾

4、角(簡稱噴嘴軸向夾角，下同)的不同導(dǎo)致各孔內(nèi)部空化存在差異?？?和孔4噴嘴軸向夾角較大，使得噴孔內(nèi)部空穴分布較多，對其出口的燃油破碎有促進(jìn)作用，然而噴孔出口噴油速率降低；孔1噴嘴軸向夾角較小，使得噴孔內(nèi)部空穴分布較少，可促使噴孔出口噴油速率增加。因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要合理設(shè)計(jì)噴油器各孔噴嘴軸向夾角的分布。
　　通過對比模擬分析無壓力室噴嘴和有壓力室噴嘴兩種不同壓力室結(jié)構(gòu)的噴嘴，可以發(fā)現(xiàn)無壓力室噴嘴內(nèi)部空化更明顯，各孔內(nèi)部空穴分布差異較