吉林大学学报(工学版) ›› 2013, Vol. 43 ›› Issue (04): 897-902.doi: 10.7964/jdxbgxb201304009

• 论文 • 上一篇    下一篇

针阀运动和油压波动对燃油喷雾特性的影响

解方喜1, 姚卓彤1, 胡雪松2, 曹晓峰2, 贾贵起2, 洪伟1   

  1. 1. 吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室,长春 130022;
    2. 东风朝阳柴油机有限责任公司,辽宁 朝阳 122000
  • 收稿日期:2012-04-27 出版日期:2013-07-01 发布日期:2013-07-01
  • 通讯作者: 洪伟(1963-),男,教授.研究方向:内燃机工作过程控制及优化.E-mail:hongw@jlu.edu.cn E-mail:hongw@jlu.edu.cn
  • 作者简介:解方喜(1982-),男,讲师,博士后.研究方向:内燃机工作过程控制及优化.E-mail:jluxfx@126.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(51206059);吉林大学基本科研业务费项目(450060481165).

Influence of dynamic change of needle and hydraulic pressure in diesel injection nozzle on fuel spray characteristic

XIE Fang-xi1, YAO Zhuo-tong1, HU Xue-song2, CAO Xiao-feng2, JIA Gui-qi2, HONG Wei1   

  1. 1. State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control, Jilin University, Changchun 130022, China;
    2. Dongfeng Chaoyang Diesel Co., Ltd, Chaoyang 122000, China
  • Received:2012-04-27 Online:2013-07-01 Published:2013-07-01

摘要:

针对一多孔喷油器数值模拟研究了喷嘴内针阀运动和油压波动对燃油在孔内流动过程及孔外雾化过程的影响。研究结果表明,引入油压和针阀升程的变化后,喷雾形貌及贯穿距离和锥角等喷雾特征参数均与实验结果更为吻合;而将油压和针阀升程视作恒定时其喷雾贯穿距离在喷射前期明显偏大,喷雾锥角相对较小。故在柴油机模拟计算过程中要充分考虑喷嘴内油压波动和针阀运动等因素对燃油的孔内流动、雾化、混合、燃烧及有害物生成的影响。

关键词: 动力机械工程, 柴油喷嘴, 针阀运动, 油压波动, 燃油流动, 喷雾

Abstract:

The effects of dynamic fluctuations of needle movement and hydraulic pressure on flow characteristics inside the nozzle hole and atomization characteristics outside the nozzle hole for multi-hole injector were investigated by numerical simulation. Results demonstrate that the flow characteristics and atomization characteristics change significantly with respect to the actual fluctuations of hydraulic pressure and needle movement inside the nozzle. The spray morphology and spray characteristic parameters, such as penetration distance and spray angle, are more consistent with the experimental results with the introduction of dynamic fluctuations of hydraulic pressure and needle movement inside the nozzle. The penetration distance is obviously larger and the spray angle is relatively smaller at the early injection stage when the hydraulic pressure and needle movement are taken as constants. Therefore, the influences of dynamic fluctuations of needle movement and hydraulic pressure on fuel flow inside the nozzle, atomization outside the nozzle, as well as on mixing, combustion and emission generation should be fully taken into consideration in diesel engine simulation.

Key words: power and machnery engineering, diesel injection nozzle, needle movement, variations of hydraulic pressure, fuel flow characteristics, spray

中图分类号: 

  • TK421

[1] Lin S P,Lian Z W. Mechanism of atomization[J]. AIAA Journal, 1990, 28:120-126.

[2] Arcoumanis C, Gavaises M, French B. Effect of fuel injection process on the structure of diesel sprays//SAE Paper, 970799.

[3] Huh K Y, Gosman A D. A phenomenological model of diesel spray atomization//Proc Int Conf on Multiphase Flows, Tsukuba, Japan,1991.

[4] Baumgarten C, Shi Y, Merker G P. Numerical and experimental investigations of cavitating flow in high pressure diesel nozzles. ILASS-Europe, 2001.

[5] Blessing M, König G, Kriiger C, et al. Analysis of flow and cavitation phenomena in diesel injection nozzles and its effects oil spray and mixture formation//SAE Paper,2003-01-1358.

[6] Su T F, Farell P V, Nagarajan R T. Nozzle effects on high pressures diesel injection//SAE Paper, 950083.

[7] Bae C, Yu J, Kang J, et al. Effect of nozzle geometry on the common-rail diesel spray//SAE Paper, 2002-01-162.

[8] Pelloni Bianchi P. Modeling the diesel fuel spray break-up by using a hybrid mode//SAE Paper, 1999-01-0226.

[9] 解茂昭. 内燃机计算燃烧学[M]. 大连:大连理工大学出版社,2005: 215-216.

[10] Soteriou C E, Andrews R J, Smith M. Direct injection diesel sprays and the effect of cavitation and hydraulic flip on atomization//SAE Paper, 950080.

[1] 董伟,宋佰达,邱立涛,孙昊天,孙平,蒲超杰. 直喷汽油机暖机过程中两次喷射比例对燃烧和排放的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1755-1761.
[2] 林学东, 江涛, 许涛, 李德刚, 郭亮. 高压共轨柴油机起动工况高压泵控制策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1436-1443.
[3] 李志军, 汪昊, 何丽, 曹丽娟, 张玉池, 赵新顺. 催化型微粒捕集器碳烟分布及其影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1466-1474.
[4] 秦静, 徐鹤, 裴毅强, 左子农, 卢莉莉. 初始温度和初始压力对甲烷-甲醇裂解气预混层流燃烧特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1475-1482.
[5] 宫洵, 蒋冰晶, 胡云峰, 曲婷, 陈虹. 柴油机主-从双微元Urea-SCR系统非线性状态观测器设计与分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1055-1062.
[6] 虞浏, 刘忠长, 刘金山, 刘江唯, 杜宏飞, 程鹏. 汽油喷雾前锋粒径特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 720-726.
[7] 钟兵, 洪伟, 金兆辉, 苏岩, 解方喜, 张富伟. 进气门早关液压可变气门机构运动特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 727-734.
[8] 席雷, 徐亮, 高建民, 赵振, 王明森. 厚壁矩形带肋通道内蒸汽流动及传热特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 752-759.
[9] 李龙, 张幽彤, 左正兴. 变负载控制在自由活塞内燃发电机的缸压控制中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 473-479.
[10] 田径, 刘忠长, 刘金山, 董春晓, 钟铭, 杜文畅. 基于燃烧边界参数响应曲面设计的柴油机性能优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 159-165.
[11] 卫海桥, 裴自刚, 冯登全, 潘家营, 潘明章. 压电喷油器多次喷射对GDI汽油机颗粒物排放的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 166-173.
[12] 李志军, 何丽, 姜瑞, 申博玺, 孔祥金, 刘世宇. 柴油机微粒捕集器灰分分布对其压降的影响评价[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1760-1766.
[13] 郭亮, 杨文昭, 王云开, 孙万臣, 程鹏, 李国良. 废气再循环对丁醇/柴油混合燃料发动机的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1767-1774.
[14] 虞浏, 刘忠长, 刘江唯, 杜宏飞, 许允. 直喷汽油机喷雾粒径特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1482-1488.
[15] 刘忠长, 腾鹏坤, 田径, 许允, 亓升林, 于凯波. 二级增压柴油机旁通阀调节特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 796-803.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[2] 初亮, 王彦波, 祁富伟, 张永生. 用于制动压力精确控制的进液阀控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 564 -570 .
[3] 李静, 王子涵, 余春贤, 韩佐悦, 孙博华. 硬件在环试验台整车状态跟随控制系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 577 -583 .
[4] 胡兴军, 李腾飞, 王靖宇, 杨博, 郭鹏, 廖磊. 尾板对重型载货汽车尾部流场的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 595 -601 .
[5] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[6] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[7] 马万经, 谢涵洲. 双停车线进口道主、预信号配时协调控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 633 -639 .
[8] 于德新, 仝倩, 杨兆升, 高鹏. 重大灾害条件下应急交通疏散时间预测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 654 -658 .
[9] 肖赟, 雷俊卿, 张坤, 李忠三. 多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 665 -670 .
[10] 肖锐, 邓宗才, 兰明章, 申臣良. 不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 671 -676 .