柴油機噴油器噴孔幾何結構對噴油流動狀態的影響

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柴油機噴油器噴孔幾何結構對噴油流動狀態的影響

現代柴油機中燃燒效率與噴油行為密切相關，噴油特性（霧化、滲透和霧滴直徑分配）也與噴油器工作條件和噴油器幾何布局有很大關系。尤其是對于缸內噴射式汽油機（GDI）和柴油機，它們內部的微孔布局型式與高噴射壓力相關。

在噴油器幾何布局上，重點研究了噴油器噴孔形狀對柴油發動機噴霧特性的影響。過去，柴油機制造公司已將傳統的圓柱孔噴油器轉變為k-孔噴油器，該k-孔噴油器的噴霧特性是：①由于減少了噴孔長度上的空穴密度，從而提高了噴霧穩定性；②減小了噴射霧錐角；③增大了射流深度；④噴油速率由于噴孔出口截面積的減少而減小。

將噴油器k-孔改進為ks-孔。ks-孔的錐孔部分在入口處采用大的倒圓角，以實現以下目標：①增加壓力/速率的轉換效率；②通過減少流體分離來減少孔入口處蒸氣的產生；③提高k-孔利用率，減少碳氮氧化合物比例以及附著物。

共軌柴油機噴油器噴孔形狀最常用為圓柱孔、k-孔和ks-孔。本文對這3種形狀噴油器噴孔的性能進行評價，以找出在主流體動力學特性層面對孔的錐度和燃油的影響，通過進行一個完全瞬態CFD多相仿真模擬，評估噴油過程中孔的流體動力學行為。通過擬建的仿真方法，對噴油器內部氣穴流渦空流演變的評估，不僅是從整體的噴霧特性角度出發，而且還要考慮軸針、噴嘴和孔內表面的氣蝕風險。

刊名：Energy Procedia（英）

刊期：2014年第45期

作者：Federico Brusiani et al

編譯：薛雷