高压共轨大功率柴油机喷油嘴内部两相流动仿真研究

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超多喷孔喷油嘴的喷油规律研究

科技创新
２０１３年第１６期ｌ科技创新与应用
超多喷油喷射有限公司，山东龙口２６５７１８）
摘要：本文介绍了超多喷孔喷油嘴的基本知识，并对超多喷孔喷油嘴的喷油规律试验进行研究，得出其喷油规律，为以后的节能生产奠定了坚实的基础。关键词：超多喷孔喷油嘴；喷油规律；研究下，在实验期间，普通喷孔喷油嘴和超多喷孑Ｌ喷油嘴的喷油率除了最高喷随着科技水平的提高，污染问题逐渐受到了人们的关注，尤其是节能油率有一点不同外，其他基本相同。如果喷油操控脉宽一定，实际的喷射减排问题。怎样才能减少含氮化合物及微微粒子是降低污染排放的重要保持时间却存在很大差异，进而使得每一周期的综合喷油量达到最大。工作之一。因为当前我国普遍使用的柴油机是含氮化合物及微微粒子的在比较高的喷油压力下，即在１１０兆帕的情况下，此时的普通喷孑Ｌ喷主要来源，所以如何对柴油机的燃烧方式进行改进是减排的关键所在。超油嘴就表现出很多不足，普通喷孔喷油嘴的喷射速度、综合喷油量都远远多喷孑Ｌ喷油嘴的应用可以使燃油更充分燃烧，大幅度降低污染物的排放低于超多喷孔喷油嘴，超多喷孔油嘴的综合喷油量最大值比普通喷孑Ｌ油量，研究超多喷孑Ｌ喷油嘴的喷油规律具有十分重要的意义。嘴多出了７ ∞ 左右。在喷射控制脉宽一定的情况下，实际的喷射所需周期２关于超多喷孔喷油嘴比普通的喷孔油嘴降低了一个凸轮转角。由此可见，超多喷孔喷油嘴对燃超多喷孔喷油嘴由针阀和针阀体组成，它的特点表现在以下两个方油机实现预混合燃烧方式是比较有益的。面：双层喷孔在针阀体的上部；上部喷孔的喷油角度小于下部喷孔的喷油经过上述的对比，不禁要问超多喷孑Ｌ喷油嘴所表现出来的这些特点角度。的原因是什么，在喷油压力较低的时候，为什么普通喷孔喷油嘴与超多喷因为超多喷孑Ｌ喷油嘴应用了两层喷孔技术，所以大幅度增加了喷孑Ｌ孑Ｌ喷油嘴却相差不大，在喷射操控脉宽一定的情况下，测量出的实际喷射的综合流动面积，这样在启动的时候所有燃油都进入汽缸，是柴油机预混周期也有差异。这就需要分析超多喷孑Ｌ喷油嘴和普通喷油嘴的实际通过合燃烧的前提条件。面积与针阀升程之间的变化规律。还因为超多喷孔喷油嘴的上部喷油角度小于下部喷孔的喷油角度，经过试验得到，当针阀升程不足０．０８毫米的情况时，针阀和针阀座引起来自相反方向的油在缸内相遇，能够防止喷油直接撞击到缸内壁，而面所在的最小的经过面积控制了油嘴的实际喷油经过面积，实际喷油经且还可以提高喷油的挠动，促使柴油和油雾混合均匀，形成了密度适合的过截面的面积和喷孔的多少、喷孔的直径多大是没有关联的。所以，在针油气混合物，柴油机可以达到均质预混合燃烧目的。阀启动的开始阶段，也可以说是针阀升程不足０．０８毫米白勺Ｊ情况时，超多喷可以把现在普遍使用的喷油嘴与超多喷孔喷油嘴进行比较。现在普孔喷油嘴和普通喷孔喷油嘴所发生的喷射规律大体相同。但是如果针阀遍使用的喷油嘴内仅仅是一层喷孔，喷油和汽缸内壁直接撞击的概率就升程超过了０．０８毫米，并且在逐渐增加，这种隋况下因为超多喷孔喷油嘴非常高，这就增加了碳氢化合物及一氧化碳的排放量。超多喷孔喷油嘴是拥有更大的经过面积，也就会有更高的喷射速度，可以在很短的时间里把则是采用具有双层喷孔的喷油嘴，避免油股和内壁直接撞击，促使油气混需要的柴油都迅速注入缸内。由于超多喷孔喷油嘴的经过面积比较大，在针阀下落的时候，缸内压３超多喷孔喷油嘴的喷油规律研究力变化也较快速，针阀落座也随之变化提速，因此在喷射速度降低时期通过普通喷油嘴与超多喷孔喷油嘴进行比较，研究在压力、喷油控制内，超多喷孔喷油嘴的降低速度更加快速，并且压力不断增大，喷射速度脉宽及喷油量的作用下两种喷嘴的差异，得出超多喷孑Ｌ喷油嘴的喷油规就更陕。律，为柴油机的预混合燃烧提供了数据资料。３．３．２喷射量一定、喷油压力变化的情况下喷油规律３．１喷嘴喷油规律试验概述在此实验中使用固定的柴油机来进行超多喷孑Ｌ喷油嘴和普通喷油随着时间的不同，喷油率也随之变化，时间与喷油率之间存在一定的嘴对比。因此，设定１６个喷孑Ｌ、喷孔直径为０．１６毫米的超多喷孔喷油嘴，８规律，这个规律就是喷嘴的喷油规律。通过研究喷嘴喷油规律曲线可以看个喷孑Ｌ、喷孑Ｌ直径为０．１７毫米的一般喷油嘴，每一个周期的喷射量一定、出：喷油的开始时间、结束时间、喷油中所保持的角度及喷油的速度；有没转速控制在７００转份钟。有产生第二次喷油、间断喷油或者针阀跳动等状况；喷油规律能否满足理实验一：先设定每一周期的喷射量较低的情况，喷油压力分为：８０兆论燃烧流程及散热规律。柴油机在启动的时候是不能直接测定喷油嘴的帕、９６兆帕、１１２兆帕。喷油规律的，但是可以通过间接方式测定。可以通过多种间接测量方式进经过对比实验可以看出：在每一周期的喷射量比较低的情况下，不论行，例如压力生程方式、频闪搜集方式、蜂孔盘方式、长管方式等。本文是喷油压力调整到多大的水平，超多喷孔喷油嘴和普通喷油嘴的喷油规律利用定容积方式进行测定，定容积方式的试验机理是：向体积固定为ｖ的大体相同，两者的喷射速度、喷射速度最大值、喷油维持周期等这些数据容器中喷人体积为ｖ的柴油，柴油的压力变化为Ｐ。都大体保持一致，唯独在最大压力的时候，超多喷孑Ｌ喷油嘴的喷射速度最公式：Ｐ＝Ｋｖ大值稍微大一些。Ｋ－柴油的体积变化系数。实验二：在每一周期的喷射量比较高的情况，喷油压力设为：８０兆在知道柴油的密度、时间的情况下，可以通过下式来计算得出喷油帕、９６兆帕、１１２兆帕。率：在每一周期的喷射量比较高的时候，超多喷孔喷油嘴的喷射速度会随着喷油压力的不断增加而大幅度提高，此时超多喷孔喷油嘴的喷油速＝ｐＶ／Ｉ（＞（（ｄＤＴ１一喷油率；ｐ＿柴油密度度远远高于普通喷油嘴的喷油速度，喷油维持时间也大大缩短，这是为实实际上是将柴油的压力变化量Ｐ进行求微分，也就是喷油率。固定现预混合燃烧提供了非常有益的条件，对减少污染物的排放具有十分重要的意义。容积方法的优势在于测量过程简便易懂、并且准确度好、稳定性强。３．２规律试验应用的燃油系统４结束语本次喷孔喷油规律实验所应用的是高压共轨系统。压力泵对柴油进综上所述可以得出结论：由于在完整的喷油周期内针阀保持长时间行增大压力，再进入共轨系统，然后受到电磁阀的操控选在合适的时间向关闭，针阀和针阀座之间的经过面积控制着实际的喷油嘴所经过的截面缸内喷油。在共轨系统中压力传感器对系统中的柴油压力进行测定，并及面积，因此，喷射柴油量在比较低的范围时，超多喷孑Ｌ喷油嘴和普通的油时传递信息到受控设备，再由受控设备下发命令给压力泵，确保共轨系统嘴对比在喷射速度方面没有明显差异；当喷油压力不断升高的时候，超多内能够维持在适当的压力范围内。因为是电子技术控制的压力系统，所以喷孔喷油嘴在喷射速度、喷射保持时间上更具有优势，对发动机的实际预可以很快捷及时地调整喷油时间、喷油压力、喷油周期等。可以说，应用电混合燃烧非常有益；在降低时期，超多喷孔喷油嘴和普通喷油嘴对比，下可以减少污染物的排放。子技术控

旋流式进料喷嘴实验与流场结构数值模拟

旋流式进料喷嘴实验与流场结构数值模拟黄启龙;李进贤;郑亚;朱国强;赵思珍【摘要】针对旋流式催化裂化进料喷嘴进行了实验研究和数值模拟。

实验中测量了不同工况下的雾化粒径和喷嘴的雾化角，同时验证了各段的压降分配方案。

通过VOF（ volume of fluid）方法对喷嘴气液两相流的流动过程进行了数值模拟，描述了喷嘴中两相流的填充过程，得到了喷嘴的压力、速度分布和雾化角，并与实验结果进行了比较，二者吻合较好。

对上述结果分析后表明，该型旋流式喷嘴雾化粒径在53～60μm，雾化角随气液比或流量的增大而有所增加，采用内外嵌套式旋流器可使射流厚度较为均匀。

%Experiments on and numerical simulation of a swirl fluid catalytic cracking ( FCC ) feed nozzle were presented. In the experiments, the spray angle and sauter mean droplet ( SMD) were measured at different flow rates. Then pressure drop on each section of nozzle was verified. Volume of Fluid ( VOF) method was used to simu⁃late the gas⁃liquid flow process in a swirl FCC feed nozzle. The simulation exhibited the process of two⁃phase flow filling feed nozzle. The nozzle pressure, velocity distribution and spray angle were calculated;the calculated results agreed well with validated by experimental data. The results show that: the SMD size of feed nozzle is 53⁃60μm;the spray angle increases with increasing gas/liquid mass ratio or flow rate;the spray pattern is fairly evenly distrib⁃uted within combined cyclone.【期刊名称】《西北工业大学学报》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】7页(P388-394)【关键词】催化裂化;喷嘴;流场;两相流;雾化粒径;VOF方法【作者】黄启龙;李进贤;郑亚;朱国强;赵思珍【作者单位】西北工业大学航天学院，陕西西安 710072;西北工业大学航天学院，陕西西安 710072;西北工业大学航天学院，陕西西安 710072;西北工业大学航天学院，陕西西安 710072;中国石化工程建设公司，北京 100101【正文语种】中文【中图分类】Q051旋流式进料喷嘴实验与流场结构数值模拟黄启龙1，李进贤1，郑亚1，朱国强1，赵思珍2(1．西北工业大学航天学院，陕西西安710072; 2．中国石化工程建设公司，北京100101)摘要:针对旋流式催化裂化进料喷嘴进行了实验研究和数值模拟。

柴油发动机结构原理详细讲解(玉柴)

柴油机和汽油机区别
• 汽油机与柴油机比较各有特点；汽油机转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低；柴油机压缩比大，热效率高，经济性能和排放性能都比汽油机好，这些都是柴油机的显著优势。
• 由于现在燃油价格一路飙升，汽油机的使用成本越来越高，柴油的价格优势掀起了汽改柴的一代潮流，随着柴油机设计水品和柴油机零部件生产工艺的提高，柴油机原有噪声大、体积庞大、质量沉重振动大，制造和维修费用高等问题都得到了克服。
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
汽油机
汽油与空气缸外混合，进入可燃混合气
电火花点燃混合气
有点火系
无喷油器
柴油机
进入气缸的是纯空气高温气体加热柴油燃烧
无点火系有喷油器
燃料的理化性能决定了汽油机是点燃，柴油机是压燃。
柴油机和汽油机区别
• 燃料特性：
– 柴油：粘度大、挥发性差、自燃性好 – 汽油：粘度小、挥发性好、燃点相对于柴油高
曲轴飞轮总成
• 玉柴各种机型的曲轴均采用整体式全支承结构（即相邻两个曲拐之间都设有主轴颈）。
• 小头端与正时齿轮有多种定位安装形式：键槽、销钉、过盈配合
曲轴的装配要点
• 曲轴的清洗： • 正时齿轮的安装： • 上下主轴瓦、止推片（瓦）的安装 • 曲轴轴向间隙的检查和调整 • 主轴承螺栓的拧紧力矩
气门间隙的调整
气门间隙调整原则——气门在完全关闭的情况下，才能调整气门间隙即挺柱(或摇臂)必须落在凸轮的基圆上才可调整。

高压燃油共轨系统在船舶上的应用现状及优化

高压燃油共轨系统在船舶上的应用现状及优化[摘要] 随着世界能源危机和环境污染的加重，为了节约能源、降低排放，使得柴油机电控喷射技术得到了飞速的发展。

而高压共轨燃油喷射系统对既满足柴油机的经济性能，又实现低污染、低排放发挥了重要作用。

本文介绍了高压共轨燃油喷射系统相对于传统燃油系统的优点；目前该系统在国际上的发展现状及在船舶柴油机上的应用情况。

[关键字] 高压共轨船舶柴油机[abstract] as the world energy crisis and environment pollution increase, energy saving and emission reduction are making the engine electronic control injection technology rapidly developed. the high pressure common rail fuel injection system plays an important role in meeting both economic performance and achieving low emission. the article describes the advantage of the system compared to conventional fuel system; present situation and the maritime application.[key words] high pressure common rail system marine diesel engine柴油机以其低投入高产出在各领域得到广泛应用。

但是, 随着柴油机数量的增加, 其排放与燃油经济性引起了人们的关注, 各国政府从20 世纪70 年代陆续开始出台了越来越严格的排放法规。

2000 年推出的欧ⅲ法规对柴油机的排放等指标又提出了更严格的要求。

激光多普勒测速(LDV)与粒子成像测速(PIV)的应用

图像采集和速度场计算
由一台基于微机的控制器完成
通过改变PI V 系统的延迟时间, 得到不同喷雾时刻的速度矢量图。
实例4：柴油机燃油喷射雾化的PIV 测量试验研究
PIV 通过CCD 和采集卡, 获得粒子图像.
在喷雾液滴的两相流场内, 由于粒子像太多, 不能用跟踪单个粒子轨道的方法( PTV) 来获得速度信息.
3.LDV与PIV测量原理
激光多普勒测速原理
微粒接受到的光波频率与光源频率会
有差异，差异大小同微粒运动速度的
单一频率的激光照射大小和照射光与微粒速度方向之间的
运动微粒
夹角有关。
微粒以一定速度穿过时
接收散射光的多普频移获得微粒速度
若微粒速度与流体团速度一致，则可以获得该点的流场速度。其关系如下：
Satoru Sasak i等运用自相关PIV 技术, 从曝光图像中得到了喷雾周围的空气流动速度。研究结果显示, 喷射开始后喷油嘴周围的空气被喷雾前端向外挤压, 随后流速向相反方向进行。 M iyazak i等将PIV 技术成功应用到水平管内螺旋气固两相流粒子运动, 实验中包括用粒子群获得的高密度图象模型来得到速度, 对单个粒子的追踪来得到低密度粒子数。
激光多普勒测速（LDV）与粒子成像测速（PIV）在柴油机流场
特性方面的应用
报告主要内容
1. 意义与背景 2. 国内外研究现状 3. LDV与PIV测量原理 4. 实例应用介绍 5. LDV与PIV测试方法对比 6. 适用范围 7. 影响测试精度因素与测量误差分析 8. LDV与PIV局限性 9. LDV与PIV展望 10.参考文献
激光多普勒测速技术应用于浓缩燃烧器湍流流场的测量：在煤粉浓缩燃烧器中加入示踪颗粒,利用激光多普勒测速技术对湍流流场的速度场及湍流参数进行测量研究,通过自动数据采集及处理分析系统,获得不同钝体结构的煤粉浓缩燃烧器的速度及湍流强度分布。

高压共轨喷油规律测试技术及影响因素研究

ｇ一
ｂ
活塞上面的压力使喷油嘴关闭，油器处于不喷喷油状态．
．
Ｃ
（ｍ３。ａｒ／ＣＡ）
当已知测量管的截面积为，已知声速Ｃ和密度Ｊ时，可以得出喷油速率与压力过程是线Ｄ就性关系，以直接对测量装置进行压力校准．可
Ｖ０．３Ｎｏ．３Ｉ１
Ｊｎ０７ｕｅ２０高压共轨喷油规律测试技术及影响因素研究＊
欧大生李珩张剑平
（军工程大学船舶与动力学院武汉海４０３）３０３
摘要：立了柴油机高压共轨系统喷油规律测试试验平台，加快共轨系统研发提供了一种有效建为的测试试验手段．高速电磁阀喷油器系统的喷油规律、力系统响应时间及预喷主喷控制进行对液
测试．验结果表明：轨系统可以柔性控制喷油规律形式，系统响应时间可达０６，喷射试共其．１ｍｓ预最小达每循环６ｍｍ。．关键词：轨系统；控喷油器；油规律共电喷
时间变化的，结果是喷出的燃量流量和速度与压
力波幅度（拟量）正比．过应变片可以测量模成通
术．用这种技术可对高速电磁阀喷油器系统的运
响应以及共轨系统喷油规律的形状进行测试，然后根据测试的结果检验高压共轨电控喷油器的结构设计是否合理、参数选择是否适当，为进一步改进设计，终确定其结构参数提供了依据．最

蒸汽喷射器混合室两相流动的数值模拟

蒸汽喷射器混合室两相流动的数值模拟武洪强;刘中良;李艳霞;付维娜;汤永智;石灿【摘要】应用适用于跨声速流动的湿蒸汽两相流模型对蒸汽喷射器内流体的流动进行了数值模拟研究.重点研究了蒸汽喷射器混合室内流体的流动过程,并比较了采用湿蒸汽模型和理想气体模型计算结果差异.研究结果表明,湿蒸汽模型中,蒸汽喷射器引射系数略高于理想气体模型的,混合室内喷嘴出口和引射蒸汽入口附近激波产生的局部高压明显小于理想气体模型的,工作蒸汽速度、温度的降低也要比理想气体模型的小.%Fluid flow in steam jet ejector was simulated by employing wet steam model for transonic flow. The study focused on fluid flow in mixing chamber of steam jet ejector and compared difference in simulation results between ideal gas and wet steam models. Higher entrainment ratio of steam jet ejector, smaller localized high pressure produced by shock waves near nozzle outlet and ejector inlet, and less reduction in velocity and temperature of primary steam were observed in wet steam model than in ideal gas model.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2017(068)007【总页数】7页(P2696-2702)【关键词】蒸汽喷射器;混合室;凝结;湿蒸汽模型;引射系数;气液两相流;数值模拟【作者】武洪强;刘中良;李艳霞;付维娜;汤永智;石灿【作者单位】北京工业大学环境与能源工程学院,强化传热与过程节能教育部重点实验室,北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院,强化传热与过程节能教育部重点实验室,北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院,强化传热与过程节能教育部重点实验室,北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院,强化传热与过程节能教育部重点实验室,北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院,强化传热与过程节能教育部重点实验室,北京 100124;北京工业大学环境与能源工程学院,强化传热与过程节能教育部重点实验室,北京 100124【正文语种】中文【中图分类】TQ026.2蒸汽喷射器是一种广泛应用于石油、化工、制冷以及食品工业的重要设备。

长城绿静2.0VGT柴油机拆解

[汽车之家拆解] 作为第三次发动机拆解的主角，长城2.0VGT柴油机终于粉墨登场了。

此前我们已经对发动机生产环节进行了参观，而此时就要对这台2.0排量的新柴油机进行正式拆解了，为了大家阅读的方便，我们首先介绍的是柴油机的高压共轨系统与附件部分，而进排气和缸体部分将随后奉上。

●燃油高压共轨直喷系统与汽油机点燃燃料混合气不同，柴油机是通过将进气压缩加温，再与柴油喷雾混合，压燃燃烧的，因此一套行之有效的燃油喷射系统对于柴油机来说非常关键。

由于柴油机的压缩比大（与一般汽油10-11的压缩比相比，GW4D20柴油机的压缩比达到了16.7），汽缸内的压力非常大，要形成均匀的油雾，也就需要很高的喷油压力，而现在主流的柴油机则是电控的高压共轨喷射，通过高压油泵加压，ECU采集传感器信号，控制带电磁阀的喷嘴改变喷油时机和喷油量，实现燃油喷射的精确控制。

『高压共轨系统主要组成部件』GW4D20柴油机目前所用的这套高压共轨燃油喷射系统由德尔福提供，主要由高压油泵、油轨、高压油管、喷油嘴、各种传感器、ECU等组成。

这套高压共轨系统可以提供最高1800bar的喷油压力，这个压力在国内乘用车柴油机中也算较高的（如VM 2.5排量柴油机的喷射压力为1350bar）。

●高压油泵高压油泵的作用是供给柴油机在正常运转时的足够的高压燃油，同时保证柴油机迅速启动所需要的额外供油量和压力要求。

GW4D20柴油机采用的是德尔福提供的高压油泵，该油泵采用将扇叶式输油泵与高压油泵制成一体的形式，双柱塞式设计，整体结构更为紧凑可靠，也能承受更高的工作压力。

油泵采用皮带驱动，最高压力可达1800bar，值得一提的是，这个压力与上下文所提到的喷油系统、油轨、喷油器的最大压力/工作压力并不完全一致，这与喷油系统和发动机的工况有关，多数时刻高压共轨系统并不一定处于满负荷运转，这样能确保对喷油系统进行更精确的控制，实现燃油燃烧的高效率。

『4D20所用高压油泵』『油泵的驱动轴由皮带带动』『油泵的回油接管（上）和进油接管（下）』『油泵上也有多个传感器和电控部件，图中绿色接头为温度传感器』输油泵将经过燃油滤清器过滤之后的燃油泵吸到泵腔内，当供油压力超过安全阀的开启压力（50-150kPa）时，燃油经高压油泵进油阀进入柱塞腔并被压缩，油压的升高一旦达到高压油轨的油压，出油阀被打开，被压缩的燃油就进入了高压循环。

高压共轨柴油机起动困难的故障诊断与排除

收稿日：１０ — ８改回日期：０２— ３１期２２— ２１；０２１０ — ２作者简介：吴京彦（９２，，汽车运输公司，１６一）女马钢汽车修理工程师。
电流的增大，阀门慢慢关闭。高压油轨：蓄积高压油泵输出的高压柴油，并与喷油器连接。油轨的前端装有压力传感器。ＥＵ江铃宝典Ｊ４３ＱＣ；Ｘ９Ｚ５型高压共轨增压发动机使用的是ＢＳＨ电子控制单元。它将各传ＯＣ
馈给ＥＵ，Ｃ通过ＥＵ控制油泵的供油量，Ｃ从而保持油轨中的油压。
滤网堵塞，造成供油不畅。（）２高压油泵故障，无法建立正常的油压。
（）７燃油温度传感器：检测供油系统中燃油的温度，ＥＵ输人燃油温度信号，过ＥＵ控制向Ｃ通Ｃ回油量及回油路线，实现供油温度恒定。
ＥＵ精确的计算，Ｃ同时向各个喷油嘴提供同样质量、同样压力的燃油，使发动机运转更加平顺，而从优化柴油机综合性能。而传统柴油发动机由各缸各自喷油，喷油量和压力不一致，转不均匀，成运造燃烧不平稳，噪音大，油耗高。 “ 电控 ” 指喷油系是
４４高压油路故障排除．
（）上专用诊断仪，人发动机数据流界１接进
面，动发动机，起观察数据流界面显示的实际轨压。正常起动时油轨油压应在３ａ以上。如果低于０ＭＰ
此油压，高压油泵上的进油计量比例阀（ＭＥ）将Ｚ拆下，查其滤网是否堵塞。若堵塞，滤网进行检需

临界流文丘里喷嘴数值模拟及优化设计

临界流文丘里喷嘴数值模拟及优化设计文丘里喷嘴是一种常用于推进剂和液体燃料发动机中的喷嘴，其设计和性能对发动机的性能和可靠性有重要影响。

随着计算流体力学（CFD）技术的发展和计算能力的提高，数值模拟成为设计和优化文丘里喷嘴的有效工具之一。

本文对文丘里喷嘴的数值模拟及优化设计进行了综述。

首先介绍文丘里喷嘴的结构和工作原理。

文丘里喷嘴有两个基本部分：喷嘴喉和扩散段。

喷嘴喉是圆锥形的，它将高速流动的气体加速至超音速。

扩散段是圆柱形的，它将超音速流体膨胀为亚音速或低音速的喷射流，产生推进力。

文丘里喷嘴的性能受到多种因素的影响，包括喷嘴喉的截面形状、弯曲角度、入口气流速度和压力等。

接下来介绍文丘里喷嘴的数值模拟方法。

数值模拟通常采用CFD软件，利用Navier-Stokes方程和连续性方程求解流体动力学问题。

模拟过程中需要考虑流体的非定常性、湍流等复杂现象。

数值模拟可以提供文丘里喷嘴内部的流场参数，如速度、压力和温度等。

此外，还可以进行流体结构相互作用（FSI）模拟，考虑喷嘴的振动和变形等问题。

然后讨论文丘里喷嘴的优化设计。

优化设计的目标是最大化推进力、最小化压损和热载荷等。

优化设计通常采用基于数值模拟的方法，可以通过改变截面形状、扩散角度等设计参数来优化喷嘴性能。

此外，还可以采用遗传算法、响应面法等优化算法进行自动化优化设计。

最后，对文丘里喷嘴数值模拟及优化设计的发展趋势进行展望。

未来的研究将集中于更加精细的数值模拟方法、多学科协同优化设计和可持续发展等方面。

同时，还需要进一步研究喷嘴疲劳寿命、防堵和排污等问题，确保文丘里喷嘴的性能和可靠性。

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ｔｎｆｒｄｔｅｏｔｔｆｎｅｔｏｓｎｆｃｔｅｓｒｙｃａａｔｉｉ．ｒｓｒｔｕｌｊｃｒｌｄａｅｔｈｐａｈｒｃｅｓｃａｅｅｏｈｅｏｉｏｈｅａｆｒｔｓＫｙｏｄ：ａｇｏｅｉｅｅｇｅｉｒｓｒｃｍｌｉｓｓｍ；ｆｅｉｅｔ；ｅｍｔｃｐｒｅｒｅｗｒｓｌｅｐｗｒｅｌｎｉ；ｈｇｐｅｕｅｏｎｎｒｌｙｔｒｄｓｎｈｓｏａｅｕｌｎｃｒｇｏｅａｍｔｓｊｏｉｒａｅ
面，对喷雾特性产生影响。
关键词：大功率柴油机；高压共轨；喷油嘴；结构参数
中图分类号：Ｔ４３８Ｋ２．４文献标识码：Ａ文章编号：１０４５（０１００２００１— ３７２１）６— ０５— ４
ＳｍｕａｉｅＳｔｙｏｔｅＦｌｗｎｔｚｌｌｆＨｉｈ－ｒｓｕｅｉｌｔｖｕｄｎｈｏｉｈｅＮｏｚｅＨｏｅｏｇｐｅｓｒ
ｐｅｓｒｏｍｏａｊｃｒａｕｌｕｙＡＬＦＲ．ＴｅｉｆｅｃｆａｅｍｔｃｐｒｍｅｒｏｒｕｅｃｍｎｒｉｉｅｔｓｉｐｂＶ —ＩＥｈｌｎｅｏｉｇｏｅａａｔｓｆｓｌｎｏｗｂｔｎｕｍｎｉｒｅ
第３３卷（０１第６期２１）
柴油机
ＤｉｓｌＥｇｎｅｅｎｉｅ
高压共轨大功率柴油机喷油嘴内部两相流动仿真研究
陈小敏，常汉宝，秦建文
（军工程大学船舶与动力学院，湖北武汉４０３）海３０３
摘要：用ＡＬＦＲＶ－ＩＥ软件建立了ＴＤ３ＶＢ２４６高压共轨大功率柴油机喷油器喷嘴内部流动的仿真
Ａｂｔｃ：Ｔｅｓｌｔｅｃｌｕａｉｎｍｏｅｆｔｅｏｌｆｗｉｈｏｚｅｈｌｆｄｅｅｅｇｎｔｉｈｓｒｔｈｉａｉａｃｌｔｄｌｉｌｎｔｅｎｚｌｏｅｏｉｓｌｎｉｅｗｉｈｇ．ａｍｕｖｏｏｈｏｈ
ａｎｔｎｔ，ａｄｕｔｔｌｉｕｎｅｔｅｆｗｃａａｔｓｃｆｔｅｉｅｔｏｓｗｉｏｌｂｓｄｓｅｇａｒｈｎｌｍａｙｎｅｃｈｏｈｒｃｒｔｓｏｎｃｏｈｌ，ｈｃｃｕｄｅｉｅｆｌｌｅｉｉｈｊｒｅｈ
０引言
高压共轨电控燃油喷射技术是提高柴油机经济性、改善排放的重要手段之一，其喷射系统设计参数对柴油机燃烧排放性能有着决定性的影响。而电控喷油器是高压共轨系统的重要组成部分，其结构
外，喷孔内部的流动还会伴随着空穴现象，使流动成为气液两相流问题，故试验测量难度相当大。多维数值模拟方法可以详细地描绘喷嘴内部流场的变化，得到常规试验方法很难获得的结果。通过分析喷油器结构参数对燃油在喷孔内部流动的影响规律，可以为喷油器结构设计提供可靠依据Ｊ。
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计算模型；研究了共轨大功率柴油机喷油器主要结构参数，包括喷孔直径、喷孔个数、喷孔长径析表明：喷嘴结构参数不同会使各喷孔内气
穴产生的时刻、分布区域以及强度不一致，最终影响各喷孔的流量特性，并且传递到喷孔出口
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