基于FLUENT的柴油机喷油嘴结构改进与数值分析.pdf

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1、第5期内燃机No．52011年10月InternalCombustionEngines0ct．2011?：《

2、基子FLUENTB~J紫油棚鳓嚼。。结构改邋蓐数值分黼。一张-一玉光，一，刘磨拳廖--；。

3、lI(1沈阳铁路局，辽宁沈阳110001；2．大连交通大学．，《辽宁大连116028)摘要：由于喷油嘴内的流动状态以及燃油喷射情况在很大程度上影响柴油机的排放和经济性能，对喷油嘴进行流场分析就显得越来越重要了。通过F1uent软件利用可压缩流体的三维湍流模型，对改进前后喷油嘴内的流体进行仿真计算，在保证喷油器喷孔出口处的压力一致的情况下，将单锥面针阀改为双锥面针阀，以此来降低针

4、阀的升程和减小压力室的容积，目的是保证喷油器工作的可靠性和降低柴油机的碳烟排放。关键词：柴油机；针阀；三维流体计算；改进设计中图分类号：TK423文献标识码：B文章编号：1000—6494(2011)05—0009—03NumericalAnalysisandStructureImprovementofDieselEngineNozzleBasedonFLUENTZHANGYu—guang，LIUBiao，LIMing—hai(1．ShenyangRailwayBureau，Shenyang110001，China；2．DalianJiaotongUniversity,Dal

5、ian116028，China)Ahstract：Theinvestigationoftheflowcharacteristicsinthenozzlebecomesmoreandmoreimportantbecausetheflowstatusinside山enozzleandfuelinjectionsignificantlyinfluencetheemissionandeconomyofdieselengines．Thethree—dimensionalnumericalsimulationfortheimprovementofthecompressiblefluidw

6、ithinthenozzlewasconductedbyusingFLUENTsoftware．Basedonthesamecircumstancesofthefuelinjectornozzleexitpressure．SingleconeneedlewasimprovedtoBiconicalsurfaceneedle．in0rdertoreduceneedleliftanddecreaseSacvolume．Itcanensurethereliabilityoftheinjectorandreducedieselsootemissions．Keywords：diesel

7、engine；needlea；three-dimensionalfluidcalculation；improveddesign0前言象，大大降低了喷油器的工作可靠性和寿命。究其原因，主要是喷油器的结构设计不尽合理。众所周知，柴油机燃油喷射系统是柴油机的在设计喷油嘴密封座面结构时，为确保燃油“心脏”部位，它的性能好坏及可靠性高低直接影流通具有足够的喷油嘴座面截面积，而将针阀体响到柴油机性能和工作可靠性。随着柴油机向节压力室直径设计较大。从当前各国控制排放所做的能、低排放的方向发展，对柴油机燃油喷射系统高研究表明，压力室直径增大必然导致压力室容积增压、高喷射速率的要求更加苛刻。与

8、此同时，高加，而压力室容积的增加对于控制柴油机HC和碳压、高喷射速率给柴油机的可靠性带来了相当严重烟的排放来说是十分不利的。主要原因是喷油结的负面影响。主要表现为短期使用之后喷油器失束，针阀落座后，压力室中的少量燃油仍被燃气加效，出现雾化不良，滴油，喷孔堵塞，针阀卡死，热、膨胀、流出喷孔并附于孔周围分解、胶化，逐针阀体密封座面出现损伤或头部裂纹甚至掉头等现渐形成喇叭形积碳。积碳使喷射受阻，造成雾化质量差从而不能得到完全的燃烧，恶化了柴油机的烟作者简介：张玉光(1959一)，男，辽宁沈阳人，高级度和碳氢化合物的排放指标。故设计喷油嘴针阀体工程师，主要从事内燃机车及其柴油机的研究

9、。时要求尽可能减小压力室容积。减小压力室容积的收稿日期：2011—06—30内燃机2011年l0月主要方法是在保持压力室深度尽量浅的情况下减小cos30。、=1．94mm压力室直径。为了减小压力室容积，现在发展了小改进前后的流通截面积的变化：压力室(容积小于1mm)和元压力室喷油嘴。△／=，_=1．94-1．639=0．301mm应当指出的是，理论上无压力室喷油嘴在性改进前后针阀体承压面积分别为：能上优于有压力室喷油嘴的结构，但由于其喷孔直改进前=×0．5-2)=12．76mm接开在密封锥面上，当针阀升