不同条件下电控喷油器燃油温度变化及影响

为说明电控喷油器(Electronic Controller Injector,ECI)燃油温度对喷油量的影响,简要分析了电控喷油器内燃油热交换形式,建立了燃油的摩擦生热模型、强迫对流换热模型和节流温度模型,运用液压流体仿真软件AMESim构建电控喷油器燃油热仿真模型,验证了电控喷油器燃油热模型的有效性,进而分析了不同初始温度下电控喷油器的燃油温度变化情况。结果表明:当入口燃油温度为40、60℃时,与喷射压力为90 MPa时相比,喷射压力为140 MPa时对应的针阀腔和控制室的燃油最高温度和稳定温度变化较大;同一喷油压力下,喷油脉宽1. 0、1. 5 ms时针阀腔的燃油温度变化不大,而初始燃油温度高低对控制室燃油温度影响非常显著;以喷孔出口燃油温度计算循环喷油量,其计算值与实测值的误差较小。     

超高压共轨系统燃油喷射控制

为实现超高压燃油喷射,设计了采用两位三通电磁阀控制的燃油增压器,并分析了其工作原理;利用AMESim建立了燃油增压器的仿真模型,分析了燃油增压器的动态特性以及关键参数对其性能的影响;建立了超高压共轨系统的仿真模型,研究了超高压喷射条件下的喷油特性以及喷油规律控制。研究结果表明:超高压共轨系统通过控制燃油增压器可获得超高压燃油,通过控制燃油增压器电磁阀和喷油器电磁阀的工作时序,可灵活改变喷油率形状,获得更加灵活的喷油规律。     

柴油机喷油器积碳特征参数检测计算方法

针对难以定量确定柴油机喷油器积碳特征参数问题,提出了通过试验检测喷油压力和喷油规律来计算喷油器积碳特征参数的检测计算方法。使用GT-SUITE软件建立了燃料供给系统模型;提取了表征喷孔积碳的特征参数;仿真分析了喷油器积碳特征参数对不同转速下喷油规律和喷池压力的影响,提出了喷油器积碳特征参数检测计算方法;通过燃料供给系统台架试验数据,验证了燃料供给系统模型和喷油器积碳特征参数检测计算方法的准确性,在喷油泵转速n=500 r/min时,积碳喷油器喷油速率和喷油压力的误差均小于3%。     

混合动力汽车的球形发动机热力学过程

介绍球形发动机工作原理及基本结构,研究发动机气缸容积变化规律,进而建立发动机热力学过程理论模型,分析发动机燃烧过程。利用FLUENT开展对比仿真研究,并对发动机燃油喷射过程进行分析。结果表明气缸内部温度与压力曲线的计算结果与仿真结果基本一致,验证了理论模型的正确性。仿真结果显示在燃油喷射过程中,燃油喷射轨迹呈涡团状,引起局部富油,使得燃烧性能变差。     

用于混合动力汽车的球形发动机热力学过程分析

作为混合动力汽车增程系统的一种新型动力源,球形发动机有着功率密度高,结构紧凑等优点。在介绍球形发动机工作原理及基本结构的基础之上,研究了发动机气缸容积变化规律,分析发动机燃烧过程,建立了发动机热力学理论模型。利用FLUENT开展了仿真研究,验证了模型的正确性,进而对于发动机燃油喷射过程进行了分析。结果表明：计算得到的气缸内部温度与压力曲线与仿真得到的结果基本一致,验证了理论模型的正确性。在燃油喷射的过程中,可能会出现涡团状的燃油喷射轨迹,使得局部富油发生,燃烧性能变差。     

高压共轨燃油喷射系统结构参数影响的仿真研究

建立了高压共轨燃油喷射系统的模块化数学模型,进行了仿真分析,讨论了主要部件如高压油泵、高压油轨及喷油器的重要结构参数对系统特性的影响,确定了保证系统稳定性的结构参数选取原则.     

排气消声器的CFD数值仿真

建立了消声器内部流场的物理模型,并进行网格划分,确定了数学模型;利用Fluent软件对其内部流场进行了数值模拟,得到消声器内部流场的速度分布、压力分布及能量损失,并分析了其内部流场对消声性能的影响,进而确定了影响消声器消声效果的结构因素,为消声器的结构设计提供了一种可靠的指导方法.     

空化射流实验研究

空化水射流技术是将空化作用引入到高压水射流而形成的一种新型高压水射流技术,在同等条件下,空化射流相对于普通高压水射流具有破碎和切割能力更高的特点。通过数值模拟和实验方法对空化技术进行研究,进行了喷嘴流场的数值模拟计算,设计了空化射流实验装置及空化喷嘴。以生锈铁板为研究对象,分别进行了喷嘴型号、打击时间、入口压力、靶距和扩散段长度的空化射流打击效果对比实验,研究了空化参数对空化效果的影响。实验结果表明角形喷嘴进行淹没射流的空化效果较好,空化射流除锈具有最优打击时间。不同的入口压力对应不同的最佳靶距。     

调整参数对喷射系统压力波特征参数的影响

用新研制的卡持式传感器及其测试系统,在高压油泵试验台上做了调整喷射系统喷油器循环喷油量、喷油开启压力和高压油泵转速的试验,测得了各种试验条件下的压力波、计算了压力波的特征值.在此基础上,研究了各调整参数对测量的电压波形及其特征参数的影响程度和规律;证明了外卡式传感器测量的电压波能真实地反映高压油管内的压力波动,可用于喷射系统各角度的动态测量.     

空化射流降解毒性有机物实验研究

利用空泡溃灭局部产生的高温高压、强压力脉冲和微射流,可对大分子有机物进行降解。将空化效应引入高压水射流形成空化射流可对毒性有机污染物进行降解。分析了空泡溃灭过程的物理化学效应,研究了空化射流降解苯酚的机理,设计了空化射流实验装置,对配制的苯酚溶液进行了不同实验条件下的空化射流降解对比实验,采用高效液相色谱法测定采集样品的苯酚质量浓度,对实验效果进行对比分析。实验结果表明：空化射流对苯酚降解有效,空化射流降解实验存在最优喷嘴入口压力和最优靶距。     

空化射流喷嘴流场的数值模拟

根据角形喷嘴结构特点,建立了喷嘴的物理模型和数学模型.选用к-ε紊流模型,并采用SIMPLEC算法进行数值计算.模拟计算表明,射流进入扩散段后与周围介质发生强烈的剪切作用产生明显的负压,有利于空化气泡的产生.扩散角对喷嘴内部流场影响较大,存在最佳值30°;扩散段长度对喷嘴内部流场也存在影响,初始取值为12 mm;圆柱段长度对喷嘴内部流场影响较小,其取值有一范围2～10 mm,初始取值为4 mm.采用相关的实验数据验证了本模型的可行性.     

基于缸盖振动的燃油喷射系统故障诊断

对V型12缸柴油机缸盖振动燃烧段信号与缸内压力进行了时域对比,分析了失火时的缸盖振动响应,研究了供油规律随转速变化情况。分析表明缸盖振动中包含喷油器针阀落座的振动响应,研究了基于短时能量动态双阈值端点检测提取针阀落座响应时间特征的方法,利用振动信号的峰值加速度来表征针阀落座的强度。在不同工况及不同状态下提取了针阀落座时间及强度的振动特征,结果表明：振动特征能够有效反映针阀的工作情况,可以用于燃油喷射系统故障的诊断。     

新型人工淹没水射流喷嘴流场数值模拟与结构优化

为了扩展淹没型空化水射流的应用场所,同时扩大其有效靶距范围,设计了一种新型人工淹没水射流喷嘴,利用Fluent软件对喷嘴内部流场进行了数值模拟,并以气含率和气相体积为评价指标对喷嘴结构参数进行了优化。结果表明:所设计的喷嘴能够有效产生空化,空化主要在射流与伴随流之间的剪切层产生;喷嘴的结构参数对空化影响较大,内喷嘴圆柱段长度为4 mm,直径为2 mm,扩散段角为20°,外喷嘴直径为16 mm时,射流的空化效果较好。     

重型车辆柴油机启动工况燃油喷射仿真研究

针对试验手段难以对机械泵燃油喷射规律进行研究的问题,选取某重型车辆柴油机机械喷油泵为研究对象,计入燃油喷射过程的泄漏,建立了其启动工况下的燃油喷射仿真模型。首先,采用蚁群算法对喷嘴平均流量系数进行了修正;然后,利用燃油喷射试验对燃油喷射仿真模型进行了验证;最后,分析了启动工况下的循环喷油量、循环泄漏量占比以及低转速喷油规律的变化情况。结果表明:随着平均转速的增大,喷嘴平均流量系数增大,喷油速率上升,喷油持续期增大,燃油泄漏量占比减小。     

柴油机燃油喷射系统故障的数值模拟计算

采用数值模拟的方法对燃油喷射系统的工作过程作了简要的理论分析 .以典型的 135型柴油机燃油喷射系统为研究对象 ,在合理假设的基础上 ,建立了燃油喷射系统的数学模型 ,并应用特征线法和改进欧拉法 ,对其工作过程进行了初步的数值求解计算 ,模拟了燃油喷射系统部分常见故障时的工况     

水动力空化效应的实验研究与理论分析

在研制空化射流实验装置的基础上,采用实验与理论分析相结合的方式,以苯酚溶液为对象,对水动力空化效应进行了研究。考察了进口压力、孔板结构与空化数的关系,研究了反应时间、进口压力和空化数对苯酚降解效果的影响。得出孔板在水动力空化过程中起决定性作用,一定结构的孔板还能有效抑制超空化现象的发生,确保较好的苯酚降解效果。     

二维水翼空化流动的数值模拟

基于RANS方程,结合不同湍流模型与空化模型对粘性流中二维NACA66012模型水翼附近流场进行数值计算与模拟.计算得到固定攻角、固定来流速度时升力系数和阻力系数随空化数的变化规律以及固定空化数时升力系数随攻角的变化规律,并对相应流场进行分析.在二维水翼空化流动的准稳态模拟中,重点对比分析了不同湍流模型、空化模型对空化流动模拟结果的影响,并将计算结果与实验数据进行比较.研究结果表明,在二维水翼附近空化流动的数值模拟中,采用k-ω湍流模型和均相流空化模型计算得到的结果与实验数据吻合较好.最后,采用分离涡模型对不稳定的空化流动进行了瞬态模拟,并得到空化流动的变化规律.     

文丘里管空化装置设计与数值模拟

基于总流伯努利方程,以文丘里管喉部局部压力等于相应温度时饱和蒸气压为依据,设计了应用于观测研究空化作用对乳化油废水破乳相关规律的文丘里管空化装置。利用Fluent软件对文丘里管空化装置的流场特性进行了数值模拟。计算表明:文丘里管空化装置能在较大范围产生空化现象,将该装置应用于观测研究空化作用对乳化油废水破乳相关规律,理论上可行。     

二维水翼非定常空化流动动力特性的频谱分析

以雷诺平均模拟方程(RANS)为核心,采用RNGk-ε湍流模型与均相流空化模型,对二维水翼附近空化流场进行数值计算。在固定来流速度和空化数条件下,研究了空化形态随着水翼攻角的改变而变化的情况,并采用傅立叶变换(FFT)对水翼升力周期性信号进行了频谱分析。结果表明:水翼的空化形态是由空化数和攻角共同决定的,当空化数不变时,随着攻角的增大,空化程度更加趋于剧烈;在片状空化阶段,升力信号频率为低频信号,并随着攻角增大频率略有降低;在云状空化阶段,升力信号频率为中高频信号,随着攻角增大频率也略有降低;空化形态由片状空化阶段向云状空化阶段转化,在转化过程中存在一个过渡阶段,其升力信号频率在各个频段均具有一定的特征。     

基于传输方程空化模型的定常自然空化流场数值计算

采用基于传输方程的空化模型,应用自主开发的软件对水翼和水下回转体定常自然空化流场进行了数值计算。采用基于压力修正和多块结构化网格的有限体积方法数值求解Favre平均的NS方程,运用k-ε两方程加壁函数的湍流模式封闭雷诺应力。计算结果与已有实验结果符合较好。