空化过程对柴油喷嘴内流特性的影响

利用均相平衡流模型并结合空泡动力学方程,对某试验用单孔柴油喷嘴内部的空化过程进行数值模拟,研究的工况覆盖了较宽的喷射压力范围。数值预测的结果与文献中已有的试验结果吻合较好,从而验证了所采用计算模型的可靠性。通过数值分析发现,空化的演变对喷孔内部的流动特性有着重大的影响。随着空化形态的改变,喷孔流量系数、出口动量以及喷孔出口附近流场的湍流参数呈现出明显不同的变化趋势或分布特征,进而为射流提供不同类型的初始条件。

含OCP聚合物油超声波剪切与柴油喷嘴剪切稳定性的相关性研究

叙述了含OCP聚合物油的超声波剪切与柴油喷嘴剪切测定方法的比较,考察了这两种剪切方法所测得的剪切稳定指数的差值与聚合物的型态、分子量、油中聚合物的浓度等的关系,初步得出了含聚合物油超声波剪切与柴油喷嘴剪切的相关性。

喷孔锥度和燃油温度对柴油喷嘴内空化流动特性的影响

为弄清喷孔锥度和燃油温度对柴油喷嘴内空化流动特性的影响,阐明喷嘴内气液两相空化流动初生机制,采用背景光高速显微成像技术获得不同锥度系数及燃油温度下简化竖直单孔柴油喷嘴内空化流动及近场喷雾光学图像。结果表明:随着喷射压力增大(0.2~1.0 MPa),柴油喷嘴内燃油逐步从单相流动发展为片空化、线空化、空气倒吸和超空化等多种气液两相空化流态;云空化、线空化和空气倒吸现象的初生强烈依赖于燃油喷射压力,且具有显著的瞬态不稳定性。与圆柱形喷孔相比,渐缩锥度喷孔对各类空化流态具有明显的抑制作用,且锥度系数越大,抑制作用越显著。同时,提高燃油温度(288 K、303 K和323 K)有利于各类空化流态的初生及发展。此外,喷孔内部空化两相流动加剧了燃油射流的不稳定性,促进了射流破碎雾化,有利于增大喷雾锥角。研究为揭示各空化流态特性及其对喷雾特性的影响规律奠定了理论基础。

含聚合物油品剪切安定性测定法(柴油喷嘴法)仪器的研制

SH/T0103-92《含聚合物油品剪切安定性测定法》是测定含聚合物油品剪切稳定性的通用方法,通过充分调研、选型、设计和改造,研制成国产的测定仪器(代号DKL 162),与进口商品仪器性能、操作及试验数据进行比较,经精密度试验证明:研制仪器完全可以满足SH/T0103-92的方法需要。

含聚合物油柴油喷嘴剪切安定性试验方法ASTM D6278与D3945的对比

剪切安定性是润滑油抗剪切能力的重要指标之一。我国于1990年参照ASTMD3945制定了SH/T0103含聚合物油剪切安定性测定法(柴油喷嘴法)的标准。ASTM于1998年提出了ASTMD6278替代D3945标准。D6278与D3945两种标准在设备、校准要求、试验操作、计算方法、精密度要求、试验报告内容都有不同要求,因此,建议国内对相应的SH/T0103-92标准进行必要的修订。

柴油机不同类型喷嘴内部空化流动特性的研究

柴油喷嘴内部空化效应是燃油液体射流雾化的重要原因之一。针对目前发动机上广泛采用的SAC型和VCO型两种柴油机多孔喷嘴,运用基于欧拉多流体法的多相流模型,通过全自动网格生成技术,对二者进行了多维数值模拟。将空化模型应用于数值模拟中,全面分析了喷射压力、喷孔背压、喷孔入口圆角半径和喷孔倾斜角等参数对喷孔内部空化流动及出口流量的影响。结果表明,增大喷射压力容易促使空化的发生,压力较大时,SAC型喷嘴出口流量变化不如VCO型的大;出口压力对空化起到抑制作用,减小出口压力有利于空化的形成,有助于喷孔出口燃油的雾化;喷孔入口圆角半径和倾斜角的增大,使得孔内流动变得更加顺畅,燃油蒸气体积变小,出口流量增加。所以孔内空化效应对缸内喷雾过程尤其是燃油液体射流的初始破碎的影响不容忽视。

柴油高压喷嘴内部的压力波动与不稳定空化现象分析

利用试验测量与三维数值模拟相结合的手段对一单孔柴油高压喷嘴中的压力波动,不稳定空化现象以及二者之间的关联进行了深入地考察。分析结果显示,该喷嘴内部的压力波动会随着喷射压力的提高而变得更为剧烈,其最大频率可达到40kHz。剧烈的压力波动对喷孔空化过程的演变有着重大的影响,压力波动所对应的压力变化率的大小可以作为评价喷孔空化程度强弱的一个重要指标。另外,喷孔空化流场不同空间点上的空化气泡动力特性差异明显,空间点越靠近喷孔出口,其对应的空化气泡动力特性越不稳定,也即对压力波动越敏感。

高压共轨柴油机喷嘴内空化流动仿真分析

应用AVL FIRE软件对某高压共轨柴油机喷嘴内流动进行了仿真计算,获得了不同喷孔入口圆角和倾斜角下喷嘴内空化流动情况。计算结果显示:喷孔入口圆角的增大对喷孔流量系数和出口平均流速影响较小,但会显著降低出口气相体积分数。减小喷孔倾斜角会使流量系数和出口平均速度有小幅增加,出口气相体积分数降低明显,且使出口速度分布趋于均匀。

柴油机喷嘴结构参数对流通特性的影响

论述喷嘴针阀体座面与针阀相同和不同时以及针阀头部具有双锥角时,其流通截面的计算与分析,讨论了喷嘴孔位置对流通特性的影响,喷嘴当量有效流通截面与喷孔处流通截面比对燃油节流损失的影响,喷嘴结构参数与流量系数之间的关系;给出了喷嘴座面处流量系数计算的近似公式.文中对几种典型柴油机的喷嘴作了计算分析,由此得出某些结论,有助于结构参数的合理选择.

柴油舷外机活塞冷却喷嘴加工工艺研究

柴油舷外机活塞的工作环境是高压、高温状态,易发生拉缸、烧融甚至爆缸等故障。为减轻活塞的热负,柴油舷外机安装有冷却喷嘴,对活塞内腔进行强制冷却。整机运行时应保证冷却喷嘴畅通、有效,因此冷却喷嘴的加工工艺直接影响整机的质量。通过分析柴油舷外机活塞冷却喷嘴的缩口成型、焊接、铆接及喷射检测过程,研究了其主要加工工艺。设计了模具进行缩口成型、焊接夹具进行钎焊以及铆接工装进行装配铆接,并采用压力试验、流量试验、喷射试验对冷却喷嘴进行检测,均满足零件使用要求,验证了选用的加工工艺方法适合柴油舷外机活塞冷却喷嘴。

柴油机喷孔内部空化效应的可视化实验研究

柴油机喷孔内空化现象显著影响燃油雾化质量.针对目前广泛应用的VCO型喷嘴,设计大尺度透明喷嘴稳态实验系统,全面研究了无量纲数、雷诺数、喷嘴射流参数和结构参数对喷嘴内空化过程的影响.结果表明,空化数对空化剧烈程度影响显著,雷诺数对空化剧烈程度影响小于空化数;射流参数直接影响流体流动状态,增大入口压力、减小出口压力和针阀升程能使喷孔内的空化现象显著增强;结构参数决定喷孔内流动形式,增大喷孔倾角、直径和长径比,采用入口圆角等措施会抑制空化的产生.

微乳化生物质燃油在喷嘴内部的空化流动特性

运用混合均相流模型加完全空化模型对微乳化生物质燃油在喷嘴内部的空化流动特性进行数值模拟研究,并结合WINKLHOFER的试验验证所选模型的合理性。研究尖角入口和圆角入口两种喷嘴反应入口形状对微乳化生物质燃油在喷嘴内部空化流动特性的影响,同时将结果与0号柴油进行对比。引入量纲一参数雷诺数(Re),空化参数(K),韦伯数(We),流量系数(Cd)等分析喷嘴的内部流动特性。结果表明,空化发生后,燃油的出流质量流量,量纲一参数的变化规律和出口截面的速度分布均与空化前不同;相比于柴油,微乳化生物质燃油开始空化和达到超空化需要较高的喷射压力;喷嘴入口圆角的存在削弱了空化,不利于出口燃油的喷雾。此外,所选模型预测的结果也与Nurick理论关系式吻合较好。

针阀运动和油压波动对燃油喷雾特性的影响

针对一多孔喷油器数值模拟研究了喷嘴内针阀运动和油压波动对燃油在孔内流动过程及孔外雾化过程的影响。研究结果表明,引入油压和针阀升程的变化后,喷雾形貌及贯穿距离和锥角等喷雾特征参数均与实验结果更为吻合;而将油压和针阀升程视作恒定时其喷雾贯穿距离在喷射前期明显偏大,喷雾锥角相对较小。故在柴油机模拟计算过程中要充分考虑喷嘴内油压波动和针阀运动等因素对燃油的孔内流动、雾化、混合、燃烧及有害物生成的影响。

利用双流体模型研究柴油高压喷嘴内部的空化流动

利用双流体模型对一单孔柴油喷嘴内部复杂的空化流动进行数值模拟,并分别考察进口压力恒定和进口压力瞬变这两种不同的边界条件所对应的空化过程及流动特征.模型预测的结果与文献中已有的实验结果吻合较好.通过数值分析发现,超空化的出现引起了流场结构及出流条件的显著改变,超空流状态下的液相湍动能分布特征和喷孔出口速度类型有利于柴油射流的一次雾化过程.此外,喷孔上游的压力波动对空化过程有着重大的影响,无论是部分空化还是超空化都会随着上游压力的急剧升高或降低而表现出不稳定的特性.

高压条件下椭圆孔喷雾破碎雾化分析

为研究椭圆喷孔的雾化机理,采用LES与VOF相耦合的数值模型对椭圆喷孔在背压3 MPa时,不同高喷射压力下(120、140和160 MPa)初次破碎的换轴现象与分解过程进行研究,并结合圆孔与椭圆孔的远场雾化试验,分析了初次破碎对远场喷雾的影响.结果表明:椭圆孔在高喷射压力下也会出现换轴现象,且换轴现象的次数会随着喷射压力的提高而增加;喷射压力的提高并不会影响初次破碎的液相长度,但会加快液相破碎的进程,其中液相的褶皱程度由喷雾的涡量决定;对比椭圆孔和圆孔宏观喷雾试验结果后发现,椭圆孔结合高压能够加剧初次破碎的不稳定性,促进初次破碎并提高二次雾化质量.

压力室结构对断油阶段空化及气体倒流的影响

断油阶段的空化现象对喷油间隔期的流场有重要影响,空化引起的高温燃气倒流会造成孔内结焦,进而影响缸内射流雾化.基于可视化试验和流体体积(VOF)方法两相三组分多相流求解器,对柴油喷嘴断油阶段的流动过程进行试验和模拟,分析3种不同压力室壁面曲率结构的喷嘴对断油阶段空化及气体倒流的影响.结果表明:在断油阶段喷孔和压力室依次发生空化现象,其中压力室内空化量较大,并呈现为涡空化和带状空化两种形态,壁面曲率小的狭直结构以带状空化为主;压力室结构较为狭直的喷嘴空化体积变大,但其低压持续时间延长使柴油流出量变小,最终导致倒流气体量下降;在发生涡空化时,速度梯度张量第二不变量Q与涡空化体积呈正相关,涡核区域越小则流场中磨擦耗散越少,越易于压力室内空化的形成.

柴油机锥度孔喷嘴内线空化及初始气泡对喷雾形态影响的可视化研究

柴油机喷嘴内的流动特性对喷雾雾化特性有直接影响,本文基于高速数码显微成像技术,使用真实尺寸渐缩孔透明喷嘴,在柴油机高压共轨试验台上获得了透明锥度孔喷嘴内的空化流动瞬态发展特性,捕获了锥度孔内的线空化和初始气泡,分析了线空化对喷雾锥角的影响以及启喷阶段初始气泡的产生机理。结合初始气泡形态,分析了五种喷雾头部结构的形成机理。研究发现:线空化是喷雾锥角不稳定变化的直接原因;近场喷雾头部结构与初始气泡的大小、数量及位置有直接关系。

高性能铁粉芯的应用动态

比较了各种软磁材料的磁通密度、工作频率及应用领域。介绍了高性能铁粉芯材料在直流电刷电机转子磁心和共轨式柴油机喷嘴电磁阀磁心上的应用动态。