共轨喷油器针阀偶件流动仿真分析

发布时间：2024-02-24 07:52

　　以某新型大流量共轨喷油器喷嘴为研究对象,基于ANSYS CFX平台建立了喷嘴的三维定常流动模型。以经典的Winklhofer准二维流动试验作为计算模型的验证依据,从宏观的出口流速到微观的内部空化发展情况角度,证明了计算模型选择的合理性。基于1/8喷嘴模型进行了喷嘴流动性能仿真,分析了局部湍动能分布、柴油蒸气含量、速度矢量以及出口流速等。结果显示,该喷油器有着较大区间的压力适应性,适当增大喷油孔入口倒角半径、维持针阀锥角在合理范围内均有利于流动性能的提升。研究结果从一定角度解释了喷嘴内部流动损失的形成机理。

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【部分图文】：

图2网格划分示意

图1研究变量示意1.2三维计算的数学模型

图1研究变量示意

三维仿真基于ANSYSCFX平台进行,所选取的变量分别为针阀锥角α(初始值116°)、针阀腔入口倒角半径R2以及喷孔入口倒角半径R1(见图1)。该型喷嘴有8个喷孔,在同一层内均匀排布,可以认为喷嘴内部各个喷孔的流动状态相同,因而可以使用实体模型的1/8作为网格划分对象,以减少计....

图3Winklhofer准二维试验模型示意

共轨喷油器喷嘴头部的流动为高湍流流动,实际的流动工况十分恶劣,针阀腔内的压力可以高达几十兆帕,而出口压力往往只有几兆帕,故而喷孔出入口之间的压差较大,空化现象集中发生于此处。之前已有国内外许多学者进行了针阀偶件的透明光学试验研究,但是由于实际工况的压力条件难以达到且成像困难,因而....

图4校核模型的空化现象对比

依据此物理模型,并以1.2节所述的CFD计算理论为基础,搭建了完全等尺度的三维计算模型。仿真过程中,逐步降低出口处的边界压力,进行了多组仿真模拟。图4示出部分出口边界条件下的仿真与试验结果的对比,对比量为蒸气质量分数。从图中可以看出,在进出口压差为4MPa的条件下,进口边界有少....

本文编号：3908671