基于腐蚀因素影响的柴油机喷油嘴喷雾性能分析

发布时间：2017-09-20 04:38

  本文关键词：基于腐蚀因素影响的柴油机喷油嘴喷雾性能分析

  更多相关文章： 柴油机喷油嘴 低温腐蚀 材料 冲刷腐蚀 喷雾性能

【摘要】：柴油发动机必须符合日益严格的燃油消耗、噪声和废气排放法规，为了满足这些法规，柴油机必须配备高性能的燃油喷射系统，作为柴油机燃油喷射系统的精密部件，喷油嘴直接影响了燃油喷雾质量的好坏。而影响喷油嘴性能的因素较多，其中腐蚀、冲刷、磨损、空蚀以及他们的交互作用都会损坏喷油嘴机械性能，间接地影响喷油嘴喷雾特性。目前，国内外在腐蚀对喷油嘴喷雾性能影响的研究较少，本论文以中低速柴油机为对象，主要研究重油所引起的低温腐蚀和冲刷腐蚀的机理，分析它们对柴油机喷油嘴喷雾性能的间接影响。具体完成的研究工作及结论如下： （1）探讨重油的腐蚀特性，首先对喷油嘴材料GCr15轴承钢进行不同温度、重油介质下的电化学测试，测量腐蚀速率，，结果表明重油的导电性很差，极化曲线不规律，电流密度随着温度的升高而升高，几乎没有腐蚀性。同时对喷油嘴材料进行长时间的静态浸泡试验，观察表面形貌，发现重油对金属几乎不腐蚀，而GCr15轴承钢材料在空气和劣质轻柴油中容易引起点蚀。 （2）进行低温腐蚀模拟实验，分析低温腐蚀机理与规律，在不同浓度硫酸介质下进行喷油嘴材料GCr15轴承钢的腐蚀试验，对比45碳钢与304不锈钢的耐腐蚀性。结果表明低温腐蚀对喷油嘴破坏较大，喷油嘴的温度最好控制在120℃~180℃，选择硬度较高的不锈钢材料。 （3）论述冲刷腐蚀机理，利用Fluent软件对喷油嘴内空穴流动条件下的冲刷腐蚀进行数值模拟分析，建立轴针式喷油嘴二维管模型，分别在不同燃油粘度、进口压力、背压、入口圆角条件下，模拟喷油嘴内空穴流动情况，分析壁面剪切应力的变化规律。 （4）对不同腐蚀程度的喷油嘴进行喷雾效果分析。结果表明低温腐蚀对喷油嘴喷孔的直径和粗糙度会产生较大负面影响，严重影响了喷油嘴的喷雾特性；冲刷腐蚀是一个长期而缓慢的过程，但是它对壁面材料粗糙度的影响不容忽视。
【关键词】：柴油机喷油嘴 低温腐蚀 材料 冲刷腐蚀 喷雾性能
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U664.121
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 课题研究目的及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及趋势分析11-19
• 1.2.1 柴油机喷油嘴的空穴现象11-12
• 1.2.2 柴油机喷油嘴磨损问题12-14
• 1.2.3 柴油机喷油嘴腐蚀问题14-19
• 1.3 课题来源19
• 1.4 研究的主要内容19-21
• 第2章 重油的腐蚀性试验研究21-29
• 2.1 前言21
• 2.2 重油的电化学测试试验21-26
• 2.2.1 实验材料及设备21-23
• 2.2.2 实验过程23-25
• 2.2.3 电化学测试及实验结果25-26
• 2.3 重油的静态浸泡腐蚀试验26-28
• 2.3.1 材料准备26
• 2.3.2 试验过程及结果讨论26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 柴油机喷油嘴低温腐蚀机理分析29-36
• 3.1 前言29
• 3.2 喷油嘴概述29-30
• 3.3 喷油嘴腐蚀类型30
• 3.4 低温腐蚀机理分析30-35
• 3.4.1 低温腐蚀过程30-31
• 3.4.2 低温腐蚀的定量分析31-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 低温腐蚀模拟实验36-44
• 4.1 实验目的36
• 4.2 实验内容36-43
• 4.2.1 实验材料及方法36-37
• 4.2.2 实验过程37-38
• 4.2.3 实验结果分析38-39
• 4.2.4 钢的腐蚀形貌分析39-41
• 4.2.5 GCr15 钢和 304 不锈钢的腐蚀实验分析41-43
• 4.3 本章小结43-44
• 第5章 喷油嘴内燃油冲刷腐蚀数值模拟分析44-57
• 5.1 前言44
• 5.2 冲刷腐蚀机理44-45
• 5.3 空穴流下的冲刷腐蚀数值模拟45-54
• 5.3.1 空穴现象的原理45-46
• 5.3.2 数学模型的建立46-48
• 5.3.3 数值方法与计算的实施48-50
• 5.3.4 模拟分析50-54
• 5.4 仿真试验验证54-55
• 5.5 本章小结55-57
• 第6章 腐蚀对柴油机喷油嘴喷雾性能影响分析57-65
• 6.1 前言57
• 6.2 喷孔直径变化对喷雾特性的影响57-59
• 6.3 粗糙度变化对喷雾特性的影响59-63
• 6.3.1 粗糙度常数的影响61-62
• 6.3.2 粗糙度高度的影响62-63
• 6.4 本章小结63-65
• 第7章 总结及展望65-67
• 7.1 总结65-66
• 7.2 展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 攻读硕士期间发表的论文及参加的科研项目72
• 1 攻读硕士学位期间发表的学术论文72
• 2 攻读硕士期间参加的科研项目72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘彦辉;;柴油机喷油器常见故障分析与排除[J];柴油机;2011年01期

2 雍兴跃;张雅琴;李栋梁;吉静;屈一新;王际东;;近壁处流体力学参数对流动腐蚀的影响[J];腐蚀科学与防护技术;2011年03期

3 玉木伸茂,林航空;喷油嘴喷孔空穴现象对液体喷束雾化的影响[J];国外内燃机车;1998年08期

4 陶锡铭;;喷油嘴的低温腐蚀及其防止的措施[J];柴油机;1989年06期

5 刘忠;刘春波;郑玉贵;;碳钢在单相流中流动加速腐蚀的数值模拟[J];核动力工程;2009年05期

6 刘信阳,胥立红,钟远利;硫化物对石油产品铜片腐蚀影响[J];后勤工程学院学报;2004年01期

7 翁煜,杨云;柴油机喷油嘴零件加工工艺探索[J];机械工人.冷加工;2002年08期

8 闫伟,张浩,陆剑峰,赵荣泳,张辉;直喷式柴油机燃烧系统的均匀试验设计研究[J];机械工程学报;2005年01期

9 沃恒洲;徐玉福;胡献国;;轴针式喷嘴内部空化与针阀密封面磨损特性[J];机械工程学报;2011年23期

10 苏玉亮;张鸣远;杨建;侯洪宁;朱宪然;;水平管内气液两相泡状流壁面切应力的实验测量[J];实验流体力学;2006年03期

本文编号：885979