以某新型大流量共軌噴油器噴嘴為研究對(duì)象,基于ANSYS CFX平臺(tái)建立了噴嘴的三維定常流動(dòng)模型。以經(jīng)典的Winklhofer準(zhǔn)二維流動(dòng)試驗(yàn)作為計(jì)算模型的驗(yàn)證依據(jù),從宏觀的出口流速到微觀的內(nèi)部空化發(fā)展情況角度,證明了計(jì)算模型選擇的合理性�；�1/8噴嘴模型進(jìn)行了噴嘴流動(dòng)性能仿真,分析了局部湍動(dòng)能分布、柴油蒸氣含量、速度矢量以及出口流速等。結(jié)果顯示,該噴油器有著較大區(qū)間的壓力適應(yīng)性,適當(dāng)增大噴油孔入口倒角半徑、維持針閥錐角在合理范圍內(nèi)均有利于流動(dòng)性能的提升。研究結(jié)果從一定角度解釋了噴嘴內(nèi)部流動(dòng)損失的形成機(jī)理。

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圖2網(wǎng)格劃分示意

圖1研究變量示意1.2三維計(jì)算的數(shù)學(xué)模型

圖1研究變量示意

三維仿真基于ANSYSCFX平臺(tái)進(jìn)行,所選取的變量分別為針閥錐角α(初始值116°)、針閥腔入口倒角半徑R2以及噴孔入口倒角半徑R1(見圖1)。該型噴嘴有8個(gè)噴孔,在同一層內(nèi)均勻排布,可以認(rèn)為噴嘴內(nèi)部各個(gè)噴孔的流動(dòng)狀態(tài)相同,因而可以使用實(shí)體模型的1/8作為網(wǎng)格劃分對(duì)象,以減少計(jì)....

圖3Winklhofer準(zhǔn)二維試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪疽?br>
共軌噴油器噴嘴頭部的流動(dòng)為高湍流流動(dòng),實(shí)際的流動(dòng)工況十分惡劣,針閥腔內(nèi)的壓力可以高達(dá)幾十兆帕,而出口壓力往往只有幾兆帕,故而噴孔出入口之間的壓差較大,空化現(xiàn)象集中發(fā)生于此處。之前已有國內(nèi)外許多學(xué)者進(jìn)行了針閥偶件的透明光學(xué)試驗(yàn)研究,但是由于實(shí)際工況的壓力條件難以達(dá)到且成像困難,因而....

圖4校核模型的空化現(xiàn)象對(duì)比

依據(jù)此物理模型,并以1.2節(jié)所述的CFD計(jì)算理論為基礎(chǔ),搭建了完全等尺度的三維計(jì)算模型。仿真過程中,逐步降低出口處的邊界壓力,進(jìn)行了多組仿真模擬。圖4示出部分出口邊界條件下的仿真與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,對(duì)比量為蒸氣質(zhì)量分?jǐn)?shù)。從圖中可以看出,在進(jìn)出口壓差為4MPa的條件下,進(jìn)口邊界有少....

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