喷油器控制阀微流道可视化试验与仿真研究

为了优化控制阀油路内空化导致燃油流动状态改变对喷油特性的偏差和局部结构的穴蚀破坏,对控制阀流道进行试验与数值模拟。试验通过提取喷油器控制阀流道的等效二维截面,在不同压差下开展了两个结构控制阀二维流道的流动可视化研究。结果表明,随着压差的增大,流道内流量变化趋势从线性的无空化段,逐步发展为流量稳定的强烈空化段。对于带有流道节流结构且球阀阀体圆柱边缘采用直角结构的A流道,空化初生压差范围为6.22~9.00MPa。对于无流道节流结构且球阀阀体圆柱边缘采用圆角结构的B流道,空化初生压差范围为5.63~8.17 MPa。空化最先出现在流道最窄处的球阀侧,随后出现在密封锥面侧。控制阀的密封面处的局部结构对空化的发展会产生显著影响。计算流体动力学的仿真结果表明,k-ω剪切应力运输(shear stress transport,SST)湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri(ZGB)空化模型的仿真结果与试验空化分布吻合更好,流道密封面处尺寸的微小改变及流道宽度对空化初生的位置影响显著。