喷油嘴内部空穴流动模拟计算分析

利用多相流空穴模型对喷油嘴稳定喷射时喷孔内的空穴流动现象进行了三维数值模拟,分析了空穴在喷油嘴内的形成机理及其分布情况,,基于此模型进一步研究了喷油压力、背压及喷孔入口圆角半径与喷孔k系数对喷孔内部空穴分布的影响.通过模拟计算可知,喷射压力降低和背压增加、增大喷孔入口圆角半径及喷孔k系数后,喷孔内空穴将减小.     

影响喷油嘴喷孔流量系数关键参数的研究

通过计算流体力学(CFD)计算的方法,详细研究了喷油嘴喷孔流量系数随喷孔K系数、入口圆角半径和喷油背压的变化的规律。结果表明:喷油嘴喷孔流量系数随喷孔K系数的增加而增大,随喷孔入口圆角半径的增加而增大,并且,喷孔直径对喷油嘴喷孔流量系数增加幅度有重要的影响。     

喷油嘴偶件内部流动特性的研究

以SAC型喷油嘴为基础研究了喷油嘴偶件的几何结构,如喷孔k系数、喷孔入口圆角半径、喷孔直径、压力室容积等对喷油嘴流动特性的影响;同时,研究了喷孔加工误差,如喷孔粗糙度、喷孔形状误差、喷孔位置误差等对喷油嘴流动特性的影响.结果表明:k系数和喷孔入口圆角半径对喷油嘴流动特性影响最大.     

柴油机喷油嘴结构对内部空穴流动的影响分析

利用混合多相流空穴模型对垂直多孔喷油嘴完全发展了的空穴流动进行三维数值模拟,分析了不同的喷油嘴压力室结构、喷油嘴喷孔入口圆角半径和喷孔倾斜角等对喷油嘴内部空穴流动的影响,为喷油嘴结构优化设计提供了指导:改进型(IMPROVED)喷油嘴综合特性优于标准型(STD)和无压力室型(VCO)喷油嘴;喷孔入口锐边过渡使喷孔空穴层基本均可延伸至喷孔出口,形成"超空穴"现象,加速液流紊乱,可提高雾化质量.     

喷油嘴喷孔内部空穴两相流动数值模拟分析

在柴油机喷油嘴喷孔内部空穴流动现象分析的基础上。建立了完全发展了的空穴流动的二维气液两相流空穴模型，并进行了喷孔内部气液两相流数值模拟。计算结果与国外已有实验数据的对比表明所建模型是正确的，在此计算模型框架下分析了喷孔上下游压差和喷孔入口圆角半径、喷孔直径和长度等几何特征参数对喷孔内空穴区域分布的影响，进而分析了对喷雾特性的影响。     

喷油器喷孔结构对循环喷油量一致性的影响

针对柴油机高压共轨喷油器不同的喷孔结构参数,开展了喷油流量的一致性仿真和试验,分析了不同轨压情况下喷孔锥度(k系数)、入口圆角半径对喷油器循环喷油量的影响以及不同轨压、脉宽情况下喷孔结构对循环喷油量一致性的影响.结果表明:增大喷孔k系数和入口圆角半径可以有效抑制孔内空化现象,增大喷孔流量系数,从而增大喷油器循环喷油量;在喷孔结构相同时,增大轨压或喷油脉宽可以减小喷孔内压力波动对循环喷油量一致性的影响;增大k系数和入口圆角半径可以减小因空化现象造成的压力波动,使喷孔内部燃油压力分布更均匀,提升循环喷油量一致性.     

柴油机孔式喷油嘴内空穴流动的模拟分析

利用混合多相流体模型加空穴模型的方法，模拟了柴油机孔式喷油嘴稳定喷射时嘴内的空穴流动现象，分析了空穴在喷油嘴内形成机理及其分布情况。基于这一模型进一步分析了喷射压力、背压和喷孔长径比、喷孔入口圆角比、非轴对称喷孔等几何结构参数对喷孔内空穴分布的影响。通过模拟计算可知，提高喷射压差和减小喷孔入口圆角半径都可以提高空穴强度，同时也发现提高喷孔长径比可以使空穴在喷孔出口截面上分布更为均匀。从燃油空穴雾化理论的角度出发，空穴强度的提高以及在出口截面上的均匀分布都有利于燃油的破碎雾化。     

喷油器结构对喷雾特性影响计算分析

将喷油嘴内部空穴流动和喷雾计算耦合在一起,首先利用一维液力计算结果为边界进行了喷油嘴内部流动计算,然后将喷油嘴内部流动计算结果作为边界条件进行喷雾模拟,包括计算所得到喷孔出口处的速度、空穴、湍流动能等,通过此方法研究了喷油器结构参数,如控制腔进油孔、出油孔和控制腔容积、针阀弹簧预紧力、控制活塞直径对喷雾特性的影响规律,结果表明:控制腔进油孔、出油孔和控制活塞直径对喷雾特性影响较大。     

喷孔流动模型及其对高压喷雾计算的影响

对喷孔内液体的流动进行了较为深入的研究，分析了喷孔内空穴产生的机理，建立了相应的流动模型。在该流动模型中，考虑了喷油压力、喷孔几何尺寸、流动因素以及喷雾背压的影响。利用此流动模型并联合KIVA程序对柴油和二甲醚(DME)的喷雾贯穿距和喷雾锥角等喷雾特性进行了模拟计算，并与实验结果进行了对比，结果表明：考虑喷孔内燃油流动过程中空穴的产生，能更真实地反映燃油的喷雾特性。     

交叉孔喷油嘴内部流动特性的模拟

为改善柴油机的喷雾特性,提出了交叉孔喷油嘴的结构,其特征是每个喷孔都由两个子喷孔交叉汇聚而形成.为探索交叉孔喷油嘴的内部流动特性,采用双流体模型,对一种圆孔喷油嘴和两种交叉孔喷油嘴在不同条件下的内部多相流动进行了三维CFD模拟.结果表明:交叉孔喷油嘴与常规圆孔喷油嘴内部流场结构有明显的差异,在圆孔喷油嘴中,压力在喷孔入口附近急剧下降,速度急剧上升;而在交叉孔喷油嘴中从喷孔入口到喷孔出口,压力逐渐下降,速度逐渐上升;圆孔喷嘴在空穴数较小的条件下会出现空穴,空穴区可从喷孔入口延伸到喷孔出口,而交叉孔喷油嘴内即使空穴数很小也不产生或只产生微量空穴,后者只在带盲孔扰动区的交叉孔喷油嘴发生;交叉孔喷油嘴的流量系数比圆孔喷嘴的高23%,~32%,.此外,交叉孔喷油嘴的特殊喷孔结构使其内部燃油产生冲击扰动,在喷孔出口产生了更大范围的高湍动能区,有利于促进射流雾化.