耦合噴油器內(nèi)部流動(dòng)的柴油機(jī)燃油噴霧模擬研究.pdf

1、柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)的數(shù)值模擬是設(shè)計(jì)和優(yōu)化燃油系統(tǒng)的重要方法。長(zhǎng)期以來(lái)，對(duì)高壓共軌噴射系統(tǒng)的數(shù)值模擬研究主要集中于電磁閥的響應(yīng)特性、ECU控制單元等方面，直至最近，研究重心才轉(zhuǎn)移到具體的噴油嘴內(nèi)部空穴流動(dòng)的模擬及與此過(guò)程有關(guān)的燃油霧化和噴霧特性的研究上來(lái)。噴油系統(tǒng)上游流動(dòng)、噴嘴流動(dòng)及之后的霧化是一個(gè)有機(jī)的統(tǒng)一體，所以非常有必要在進(jìn)行詳細(xì)的噴嘴內(nèi)部流動(dòng)模擬計(jì)算的同時(shí)，開(kāi)展燃油霧化的數(shù)值模擬分析。一方面為噴霧模型提供更為真實(shí)的邊界條件，另一方

2、面也便于分析噴嘴內(nèi)部流動(dòng)對(duì)燃油噴霧燃燒過(guò)程和霧化的影響。 本文回顧與總結(jié)了燃油噴射霧化國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，全面系統(tǒng)地分析了燃油噴射霧化數(shù)值模擬的發(fā)展概況和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)將燃油噴射和上游噴嘴內(nèi)部流動(dòng)耦合起來(lái)進(jìn)行模擬的問(wèn)題進(jìn)行研究，對(duì)燃油噴射計(jì)算采用一種新的模擬思路。 運(yùn)用大型CFD軟件STAR-CD對(duì)標(biāo)準(zhǔn)四孔噴嘴內(nèi)部空穴流動(dòng)進(jìn)行了詳細(xì)的三維瞬態(tài)模擬計(jì)算，采用了動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，計(jì)算得出在不同針閥升程下空穴在噴嘴內(nèi)部的分布，分析了

3、空穴對(duì)噴嘴內(nèi)部以及噴孔出口流場(chǎng)的影響；同時(shí)得到噴孔出口每一瞬時(shí)的質(zhì)量流量作為燃油霧化的初始條件，為后續(xù)的燃油噴射模擬提供了更加準(zhǔn)確真實(shí)的邊界條件。建立了燃油噴射氣液兩相湍流流動(dòng)模型，進(jìn)行了變參數(shù)的三維數(shù)值模擬計(jì)算，分析了噴孔直徑、壓差和缸內(nèi)溫度等參數(shù)對(duì)缸內(nèi)噴霧場(chǎng)的影響，為優(yōu)化缸內(nèi)空氣運(yùn)動(dòng)以及燃油的混合和燃燒提供了理論基礎(chǔ)。 本文同時(shí)建立了高速數(shù)碼攝影系統(tǒng)燃油噴射試驗(yàn)裝置，進(jìn)行燃油噴射過(guò)程的動(dòng)態(tài)拍攝，分析和處理相關(guān)的噴霧發(fā)展過(guò)程圖