耦合噴油器內(nèi)部流動的柴油機燃油噴霧模擬研究.pdf

1、柴油機燃油噴射系統(tǒng)的數(shù)值模擬是設(shè)計和優(yōu)化燃油系統(tǒng)的重要方法。長期以來，對高壓共軌噴射系統(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)部空穴流動的模擬及與此過程有關(guān)的燃油霧化和噴霧特性的研究上來。噴油系統(tǒng)上游流動、噴嘴流動及之后的霧化是一個有機的統(tǒng)一體，所以非常有必要在進行詳細的噴嘴內(nèi)部流動模擬計算的同時，開展燃油霧化的數(shù)值模擬分析。一方面為噴霧模型提供更為真實的邊界條件，另一方

2、面也便于分析噴嘴內(nèi)部流動對燃油噴霧燃燒過程和霧化的影響。 本文回顧與總結(jié)了燃油噴射霧化國內(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)展概況和未來發(fā)展趨勢，針對將燃油噴射和上游噴嘴內(nèi)部流動耦合起來進行模擬的問題進行研究，對燃油噴射計算采用一種新的模擬思路。 運用大型CFD軟件STAR-CD對標準四孔噴嘴內(nèi)部空穴流動進行了詳細的三維瞬態(tài)模擬計算，采用了動網(wǎng)格技術(shù)，計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、空穴對噴嘴內(nèi)部以及噴孔出口流場的影響；同時得到噴孔出口每一瞬時的質(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確真實的邊界條件。建立了燃油噴射氣液兩相湍流流動模型，進行了變參數(shù)的三維數(shù)值模擬計算，分析了噴孔直徑、壓差和缸內(nèi)溫度等參數(shù)對缸內(nèi)噴霧場的影響，為優(yōu)化缸內(nèi)空氣運動以及燃油的混合和燃燒提供了理論基礎(chǔ)。 本文同時建立了高速數(shù)碼攝影系統(tǒng)燃油噴射試驗裝置，進行燃油噴射過程的動態(tài)拍攝，分析和處理相關(guān)的噴霧發(fā)展過程圖