【摘要】：本文采用試驗(yàn)?zāi)M相結(jié)合的方法,對(duì)斷油前后噴嘴內(nèi)空化與倒吸規(guī)律進(jìn)行研究。改變環(huán)境背壓、噴孔長(zhǎng)度、壓力室大小、針閥落座速度和噴孔數(shù)量,比較這幾個(gè)因素對(duì)空化和倒吸的影響。首先,搭建噴油嘴可視化試驗(yàn)臺(tái),對(duì)不同背壓、噴孔長(zhǎng)度和壓力室大小直孔噴嘴試驗(yàn)獲取高壓射流圖像。得出,隨著針閥落座,噴嘴內(nèi)的空化逐漸潰滅,外界空氣會(huì)逐漸倒吸,空化潰滅和氣體倒吸同步發(fā)生;在一定范圍內(nèi),背壓越大倒吸氣泡越小,兩者基本呈負(fù)相關(guān),高背壓使得孔內(nèi)倒吸氣泡變散;噴孔越長(zhǎng)倒吸氣泡越長(zhǎng),兩者基本成線性關(guān)系;大壓力室噴嘴針閥落座時(shí)空化、倒吸氣體較多,噴孔內(nèi)倒吸氣泡長(zhǎng)度較長(zhǎng)。對(duì)單孔噴嘴進(jìn)行理論研究,推導(dǎo)出反應(yīng)斷油過程的空化數(shù),通過空化數(shù)的定義可以得出,背壓減小、噴孔長(zhǎng)度增加,空化數(shù)減小,空化增強(qiáng),與試驗(yàn)結(jié)果一致。試驗(yàn)?zāi)M了發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后缸內(nèi)壓力降低的過程,得出,隨著背壓降低,壓力室內(nèi)倒吸氣泡膨脹,將噴嘴內(nèi)殘余的燃油擠出,成為柴油機(jī)排放中HC的來源之一。隨后,基于VOF方法采用重疊網(wǎng)格技術(shù)模擬了斷油前后三維單孔噴嘴內(nèi)部流動(dòng),利用噴嘴內(nèi)氣液分布、壓力分布、流線、出口流速和壓力室湍流動(dòng)能等量化指標(biāo),分析斷油前后噴嘴內(nèi)空化與倒吸規(guī)律。得出,隨著針閥落座,單孔噴孔內(nèi)出現(xiàn)線空化,隨后噴嘴在噴孔燃油拉伸作用下,空化量達(dá)到最大值;針閥完全落座后,外界氣體由噴孔逐漸到達(dá)壓力室,同時(shí)噴孔一側(cè)壁面有油膜貼附,環(huán)境區(qū)域韌帶型燃油斷裂成液滴;針閥落座過程中,單孔噴嘴壓力室內(nèi)產(chǎn)生較強(qiáng)旋渦流,旋渦中心壓力較低,其湍流動(dòng)能曲線有兩個(gè)峰值;從噴嘴內(nèi)空化、倒吸體積變化曲線可以看出,針閥落座后噴嘴內(nèi)空化潰滅導(dǎo)致了氣體倒吸。最后,改變噴孔長(zhǎng)度、針閥落座速度和噴孔數(shù)量,分析三個(gè)因素對(duì)斷油前后噴嘴內(nèi)空化、倒吸的影響。得出,長(zhǎng)孔噴嘴空化、倒吸氣體體積較大,另外,不同孔長(zhǎng)噴嘴壓力室內(nèi)湍流動(dòng)能曲線均有兩個(gè)波峰,孔長(zhǎng)越短湍流動(dòng)能第一個(gè)波峰越大,第二個(gè)波峰由于倒吸氣泡進(jìn)入壓力室較早而提前;針閥落座越慢的噴孔,其內(nèi)空化體積較多,倒吸迅速且量大,針閥關(guān)閉后流出的燃油液滴少,另外,不同針閥落座速度噴嘴壓力室內(nèi)湍流動(dòng)能曲線也有兩個(gè)波峰,落座速度較小的噴嘴,湍流動(dòng)能的第一個(gè)峰值更高,但第二個(gè)波峰基本相近;相比單孔噴嘴,在穩(wěn)定噴射時(shí)刻,雙孔噴嘴噴孔入口拐角處產(chǎn)生更強(qiáng)空化,且湍流動(dòng)能曲線兩個(gè)峰值較小,另外,雙孔噴嘴兩孔空化與倒吸的特征時(shí)刻、形態(tài)存在差異,但穩(wěn)定后倒吸氣體體積基本相等。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK427

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2790660