GDI多孔噴油器內(nèi)部流動及噴霧特性研究.pdf

1、燃油霧化與蒸發(fā)影響著GDI汽油機的性能，噴油器噴霧特性的研究是GDI發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。高壓電控多孔式噴油器可以通過調(diào)整噴孔數(shù)目、噴孔直徑、噴孔夾角以及安裝位置獲得噴霧形狀與燃燒過程的良好匹配，已經(jīng)逐步取代了軸針噴油器和旋流式噴油器，廣泛應(yīng)用于噴霧導(dǎo)向型燃燒系統(tǒng)。噴嘴內(nèi)的空化現(xiàn)象會對噴孔出口處的流量、速度和湍動能產(chǎn)生影響，最終影響霧化液滴的初次破碎。
　　本文采用兩相流非線性空化模型對直噴汽油機多孔噴油器噴嘴內(nèi)部流動進行

2、數(shù)值模擬，其中動網(wǎng)格劃分使用的針閥升程曲線采用美國MTI公司LTC025-2激光位移測試儀來測量。通過德國GI3000試驗臺和EMI21單次噴射儀，測量了噴油脈寬為1.5ms時的單次噴油量對兩相流模型進行驗證。分析了噴嘴內(nèi)空穴的發(fā)展規(guī)律，討論了空化對噴孔流量系數(shù)的影響。結(jié)果表明:在針閥開啟和關(guān)閉階段，球閥與閥座密封面的間隙處出現(xiàn)環(huán)形空穴，噴孔的不均勻分布導(dǎo)致各噴孔流量產(chǎn)生差異。k系數(shù)和噴孔入口圓角半徑對噴孔流量系數(shù)影響較大。隨著噴油器針

3、閥升程的增大，噴孔流量系數(shù)先增加較快，后趨于平緩。
　　利用噴孔出口計算結(jié)果，結(jié)合Huh-Gosman噴霧模型在定容室內(nèi)對噴油器噴霧特性進行數(shù)值模擬。在GI3000噴霧試驗臺架上進行了噴霧特性試驗，并對噴霧計算模型進行驗證。分析了噴油壓力、噴射背壓和環(huán)境溫度對噴霧特性的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):在噴霧形態(tài)上模擬結(jié)果與試驗結(jié)果接近，貫穿距離模擬值略大于試驗值;噴霧油束的兩側(cè)均出現(xiàn)了明顯的空氣卷吸現(xiàn)象，在油束的末端各個孔的噴霧中心點都向內(nèi)側(cè)