本文關(guān)鍵詞：柴油機(jī)無(wú)壓力室噴嘴各孔流動(dòng)特性分析

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【摘要】：柴油機(jī)噴油器霧化質(zhì)量除了受由空氣動(dòng)力學(xué)引起的二次霧化影響,更主要的是受由噴孔內(nèi)空穴、湍流以及外部氣動(dòng)作用引起的初次霧化破碎的影響,各噴孔內(nèi)部流動(dòng)特性作為影響噴嘴噴孔出口燃油霧化的重要參數(shù),對(duì)提高燃油霧化質(zhì)量、優(yōu)化燃燒過(guò)程及降低污染物排放起著關(guān)鍵作用。因此,研究柴油機(jī)噴油器各孔內(nèi)部流動(dòng)特性對(duì)多孔噴油器的設(shè)計(jì)安裝具有指導(dǎo)意義。本文以非道路某二氣門(mén)柴油機(jī)用無(wú)壓力室噴嘴為研究對(duì)象,生成噴嘴流動(dòng)的三維幾何模型,選擇雙流體模型和空化模型模擬計(jì)算各孔內(nèi)部流動(dòng)過(guò)程,可計(jì)算得到各孔噴油規(guī)律以及各孔內(nèi)部流動(dòng)的三維云圖。同時(shí),基于噴霧動(dòng)量原理搭建了測(cè)量各孔噴霧沖擊力的試驗(yàn)臺(tái)架,利用動(dòng)量守恒原理測(cè)量各孔噴霧沖擊力得到各孔噴油規(guī)律。通過(guò)對(duì)比各孔實(shí)測(cè)噴油規(guī)律和各孔模擬噴油規(guī)律可知,二者形狀基本吻合。將試驗(yàn)工況測(cè)得的噴油壓力設(shè)置為入口邊界條件,模擬分析各孔瞬態(tài)流動(dòng)特性,不同噴油階段各孔表現(xiàn)出不同的流動(dòng)特性。針閥開(kāi)啟階段,噴油壓力隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增加不斷增加,各噴孔內(nèi)部空穴出現(xiàn)不同程度的增加,燃油流速也隨之逐漸增加;針閥全開(kāi)時(shí),噴油壓力較大且隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增加不斷變化,各噴孔內(nèi)燃油流速也不斷隨之發(fā)生變化,同時(shí)各噴孔內(nèi)出現(xiàn)不穩(wěn)定空化:噴油壓力升高時(shí),噴孔內(nèi)部空穴區(qū)減小,噴油壓力下降時(shí),噴孔內(nèi)部空穴區(qū)增加;針閥關(guān)閉階段,噴油壓力隨著凸輪軸轉(zhuǎn)角的增加不斷下降,導(dǎo)致燃油流速也隨之下降,但此時(shí)各噴孔內(nèi)空穴區(qū)變化不明顯,當(dāng)針閥接近完全關(guān)閉時(shí),各噴孔內(nèi)部空穴區(qū)會(huì)有稍許增加。針閥軸線(xiàn)與各噴孔軸線(xiàn)夾角(簡(jiǎn)稱(chēng)噴嘴軸向夾角,下同)的不同導(dǎo)致各孔內(nèi)部空化存在差異。孔3和孔4噴嘴軸向夾角較大,使得噴孔內(nèi)部空穴分布較多,對(duì)其出口的燃油破碎有促進(jìn)作用,然而噴孔出口噴油速率降低;孔1噴嘴軸向夾角較小,使得噴孔內(nèi)部空穴分布較少,可促使噴孔出口噴油速率增加。因此應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要合理設(shè)計(jì)噴油器各孔噴嘴軸向夾角的分布。通過(guò)對(duì)比模擬分析無(wú)壓力室噴嘴和有壓力室噴嘴兩種不同壓力室結(jié)構(gòu)的噴嘴,可以發(fā)現(xiàn)無(wú)壓力室噴嘴內(nèi)部空化更明顯,各孔內(nèi)部空穴分布差異較大,燃油流速較高,對(duì)噴孔出口的燃油破碎有促進(jìn)作用,但較大的空穴區(qū)導(dǎo)致噴孔出口噴油速率降低;而有壓力室噴嘴,內(nèi)部空化相對(duì)較弱,且各孔空穴區(qū)基本分布在噴孔頂部,燃油流速較低,噴孔出口噴油速率相對(duì)較大。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 噴油器 模擬 空穴 噴油規(guī)律 有效流通截面積
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TK423
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究背景及研究意義11-12
• 1.2 高壓噴油嘴內(nèi)空化形成機(jī)理分析12-14
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4 數(shù)值模擬方法介紹17-19
• 1.4.1 流體體積法17
• 1.4.2 連續(xù)介質(zhì)模型17-19
• 1.5 本文研究目的及研究?jī)?nèi)容19-20
• 1.6 本章小結(jié)20-21
• 第二章 模型建立21-31
• 2.1 噴嘴幾何模型21-22
• 2.2 網(wǎng)格劃分22-23
• 2.3 噴嘴數(shù)學(xué)模型23-28
• 2.4 初始條件和邊界條件設(shè)置28-29
• 2.5 數(shù)值方法29-30
• 2.6 模型求解30
• 2.7 本章小結(jié)30-31
• 第三章 噴嘴各孔噴油規(guī)律模擬及驗(yàn)證31-39
• 3.1 測(cè)量原理31-32
• 3.2 試驗(yàn)臺(tái)架32-36
• 3.3 模型準(zhǔn)確性驗(yàn)證36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第四章 噴嘴各孔瞬態(tài)流動(dòng)特性分析39-62
• 4.1 不同循環(huán)噴油量下各孔噴射特性分析39-43
• 4.1.1 不同循環(huán)噴油量下各孔噴油規(guī)律分析39-41
• 4.1.2 不同循環(huán)噴油量下各孔流量系數(shù)分析41-43
• 4.2 噴嘴各孔瞬態(tài)流動(dòng)特性分析43-60
• 4.2.1 針閥開(kāi)啟階段內(nèi)部流動(dòng)分析43-50
• 4.2.2 針閥全開(kāi)階段內(nèi)部流動(dòng)分析50-56
• 4.2.3 針閥關(guān)閉階段內(nèi)部流動(dòng)分析56-60
• 4.3 本章小結(jié)60-62
• 第五章 噴嘴壓力室結(jié)構(gòu)對(duì)各孔流動(dòng)特性的影響62-75
• 5.1 噴油器結(jié)構(gòu)62-63
• 5.2 參數(shù)設(shè)置63-64
• 5.2.1 計(jì)算進(jìn)出口邊界條件63-64
• 5.2.2 計(jì)算初始條件64
• 5.3 不同壓力室結(jié)構(gòu)噴油特性分析64-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第六章 全文工作總結(jié)及展望75-77
• 6.1 全文總結(jié)75-76
• 6.2 工作展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 致謝82-83
• 在校期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文83

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本文編號(hào)：612977