喷油嘴结构参数对高压共轨柴油机燃烧与排放性能的影响研究.pdf

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1、第42卷第1期2013年2月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．42No．1Feb．2013喷油嘴结构参数对高压共轨柴油机燃烧与排放性能的影响研究+黄康秦建文常汉宝(海军工程大学船舶与动力学院湖北武汉430033)摘要：高压共轨系统能够实现良好的喷射雾化及灵活可调的喷油规律。本文在对燃油共轨系统的核心部件喷油器与燃烧室的匹配做了深入分析的基础上，建立了CFD仿真模型，研究了不同喷油器结构参数对燃烧与排放性能的影响。结果表明：喷油器参数的设置对高

2、压共轨柴油机的燃烧与排放性能影响较大，是决定柴油机性能的关键因素之一。关键词：高压共轨喷油器燃烧喷嘴中图分类号：TK421+．42文献标识码：A文章编号：1671—0630(2013)01—0007—04StudyontheEffectofNozzleGeometricParameterstoJ1l·‘11n●●1h●'-oCombustionandEmlSSlonrenormanceogCommonRailDieselEngineHuangKang，QmJianwen，ChangHanbaoCoHegeofNava

3、lArchitectureandPower，NavalUniversityofEngineering(Wuhan，Hubei，430033，China)Abstract：Hi【ghpressurecommonrailsystemcouldachievegoodinjectionatomizationandflexibleadjustablefuelinjectionlaw．Adeepanalysisofthematchbetweenthecommonrailfuelinjectorwhichwasthecoreoft

4、hesystemandthecombustionchamberwasmadeonthebasisofCFDsimulationmodel，andtheimpactonthecombustionandemissionperformanceoftheengineWasstudied．Theresultsshowedthat：theinjectorpa—rametersettinghadagreatimpactoncombustionandemissionperformanceforthehiIghpressurecomm

5、onraildieselengine．Itisoneofthekeyfactorstotheengineperformance．Keywords：Commonrail，Injector，Combustion，Nozzle引言高压共轨燃油系统利用电磁阀控制供油及喷油器的开闭，可灵活地控制喷油定时、喷油量、喷油压力和喷油规律。用高压共轨喷油系统取代传统的泵一管一嘴系统是提高柴油机经济性和降低排放的有效技术途径。本文以TBD314柴油机为原型，运用燃烧计算仿真软件AVLfire，探讨共轨系统下由于压力大幅提高喷油规律和喷雾

6、形状完全改变后的喷油嘴与燃烧室的匹配，旨在提高TBD314柴油机的动力性和经济性。}基金项目：“十二五”国防预研项目资助(2010701010101)。作者简介：黄康(1986一)，男，博士在读，主要研究方向为柴油机燃烧与排放优化。8小型内燃机与摩托车第42卷1系统概述及仿真方案设计1．1系统概述TBD314柴油机是河南柴油机重工有限责任公司自主研发的新型系列柴油机，为进一步改善柴油机性能，拟对燃油系统进行共轨化改造。高压共轨系统由低压供油组件、高压供油组件和电控单元组成，低压供油组件保持原机结构不变，高压供油组件和

7、电控单元为自行研发的设备。低压燃油泵将燃油从油箱输入到高压油泵，高压油泵将燃油增压后送入共轨管，燃油经共轨管再到喷油器。电控单元根据共轨管上的压力传感器测量轨压，调节溢流阀开度，使共轨管内压力稳定；根据柴油机的运行要求，从控制脉谱图中确定相应的喷油定时和喷油持续期，控制电磁阀开闭时刻，实现燃油喷射过程。1．2仿真方案设计本文拟研究喷射夹角、喷孔数、喷孔直径和喷油嘴伸出高度等参数对高压共轨柴油机燃烧与排放性能的影响。仿真方案如表1所示。表1仿真方案喷射夹孔径／伸出高度／方案孔数角／(。)n¨nmrfl11105O．20

8、0．13212550．200．13314050．200．13415550．20O．13514040．200．1361406O．200．13714070．200．131400．200．13914050．140．131014050．17O．131114050．23O．13121405O．260．131314050．200．061414050．20O