Diesel Injector Fuel Injector 0445110466 0445110717 0445110794 Bosch za Jianghuai Auto

Large Eddy Simulacija odpiranja dizelskega injektorja z dvofaznim modelom kavitacije（del 1)

Povzetek.

V tem prispevku so predstavljeni okvirni rezultati simulacije toka med fazo odpiranja dizelskega injektorja. Za zajem kompleksnega tokovnega polja in kavitacijskih struktur, ki nastajajo v injektorju, je bila uporabljena Large Eddy Simulation, pri čemer je bila vključena tudi stisljivost tekočine. Za upoštevanje kavitacijskih učinkov je bil uporabljen model dvofazne homogene zmesi.

Hitrost prenosa mase modela mešanice je bila prilagojena tako, da je čim bolj omejila pojav podtlakov. Med simulacijo so bili najdeni vrhovi tlaka na območjih kolapsa pare z magnitudo nad 4000 barov, kar je višje od meje tečenja običajnih materialov. Lokacije takšnih konic tlaka se dobro ujemajo z dejansko lokacijo erozije, kot je ugotovljeno z rentgenskimi žarki.

1. Uvod

Sistemi za vbrizgavanje dizelskega goriva igrajo temeljno vlogo pri motorjih z notranjim zgorevanjem, saj vplivajo na nastanek razpršenega goriva, atomizacijo in zgorevanje, nastale emisije in učinkovitost motorja. Hitrosti curka, ki nastanejo, so reda velikosti 500 m/s, zgornji tlaki pa okoli 2000 barov. Trenutni trendi kažejo, da se bodo tlaki vbrizgavanja dvignili celo do 3000 barov, da bi izpolnili prihodnjo zakonodajo EU glede emisij. Vendar višje ravni tlaka povzročajo zelo visoke hitrosti skozi tesne prehode v dizelskem injektorju in močne pospeške pri ostrih spremembah smeri (vogali, zaobljeni itd.), kar vodi do lokalnega statičnega tlaka, ki pade pod tlak nasičenja in povzroči kavitacijo.

Poleg tega lahko kavitacija povzroči poškodbe zaradi kavitacijske erozije in resno poslabšanje delovanja injektorja, celo katastrofalno okvaro injektorja, ki lahko poškoduje motor, če se konica injektorja odlomi. Bilo je veliko prizadevanj za napovedovanje erozije dizelskih injektorjev, glej npr. delo Koukouvinisa et al. [1].