柴油机多孔喷油器各孔喷油规律及内部流动特性研究.pdf

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1、柴油机多孔喷油器各孑L喷油规律及内部流动特性研究木StudyonInjectionRateandInternalFlowCharacteristicsofEachNozzleHoleofMulti．holeDieselInjector姓二零一四年六月木国家自然科学基金(51176068)江苏省普通高校研究生科研创新计划(Cxzzl20674)ClassifiedIndex：UDC：Ph．D．DissertationStudyonInjectionRateandInternalFlowCharac

2、teristicsofEachNozzleHoleofMulti．holeDieselInjectorByCUiHuifeng—Major：PowerMachineryandEngineeringSupervisor：Pro．LuoFuqiangJiangsuUniversityApril，2014独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大

3、学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名熘谚璋加牛年6月『『Et学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全

4、文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密面。学位论文作者签名：剧沙1牛年‘月『『日指导刻雠：＼呈者后膨b峰年名艮∥黾江苏大学博士学位论文摘要对于柴油机多孔喷油器，由于加工工艺的误差及结构和液力条件的不同，各孔间的喷油规律存在一定的差异。这将引起燃烧室内燃油不均匀的空间及时间分布，进而影响柴油机的燃烧和排放特性。当前常用的喷油规律测试设备和方

5、法，虽可给出多孔喷油器总的喷油规律较为精确的测试结果，但对于各孔喷油规律间的可能差异，却难以提供较有价值的信息。虽已有相关学者对各孔喷油规律的测试设备和方法进行过相关研究，但当前经试验验证的、能够测量柴油机实际喷射过程、响应特性较好且易于应用的相关测试装置及方法还鲜见报道。当前，虽已有大量学者对喷嘴内的流动特性进行过相关模拟分析，但其研究主要集中于喷射条件、喷嘴结构参数、针阀的运动及不同的燃料等对喷嘴内流动特性的影响方面，且多是基于单孔喷嘴或各孔均布的多孔喷嘴进行的。由于加工工艺的误差及结构和液

6、力条件的不同，柴油机多孔喷油器各孔的内部流动特性会存在一定的差异。然而，还鲜有人进行过上述相关研究。由于各孔内部流动特性的差异必然会导致各孔喷射特性的差异，进而影响各喷束的雾化、蒸发和混合，并最终影响发动机的整机性能，因此，很有必要对其进行系统研究。基于此，根据质量守恒定律、伯努利方程、喷孔出口平均流速和流量系数间的关系、流量系数和喷雾动量流间的关系及动量守恒理论等，提出了一种基于喷雾动量流的柴油机多孔喷油器各孔喷油规律瞬态测试方法。基于所提出的测试方法，搭建了各孔喷油规律瞬态测试台架，其中：采

7、用具有较高响应特性的压电晶体力传感器对各孔的喷雾冲击力进行测试，与喷雾直接冲击的目标板通过螺纹拧紧在传感器的头部；通过磁性表座对力传感器．目标板组件进行固定，力传感器．目标板组件相对喷雾轴线的夹角及相对喷孔出口的距离是可调节的；采用自行开发的数据采集系统对相关数据进行测录；采用夹持在压力室上游喷油嘴外圆的外卡式压力传感器对喷油压力进行测试。在不同的运行工况下，试验验证了所提测试方法的可行性，并分析TN试台架结构参数对喷孔喷油规律测试的影响。建立了喷嘴内部流动的三维气液两相流空穴模型，并通过各孔喷

8、油规律测试结果，对所建模型的预测精度进行了验证。通过试验和数值模拟相结合的方法，研究了燃油温度、喷孔结构参数及喷射条件对各孔喷油规律及其差异的影响，并分析了喷柴油机多孔喷油器各孔喷油规律及内部流动特性研究射条件和喷孔结构参数对各孔内部流动特性的影响。试验结果显示：利用所提出的测试方法，可对喷油器各孔的喷油规律进行较为精确的测试，当喷孔出口与目标板距离及目标板与喷雾轴线夹角分别为lOmm和90。时，不同工况下基于各孔喷油规律测试结果得到的循环喷油量与实测值的相对误差均小于5％；当目标板与喷雾轴线夹