Dieselin ruiskutussuutin Polttoainesuutin 0445110466 0445110717 0445110794 Bosch Jianghuai Autolle

Large Eddy Dieselsuuttimen aukon simulointi kaksivaiheisella kavitaatiomallilla（osa 1)

Abstrakti.

Tässä artikkelissa esitetään suuntaa-antavia tuloksia virtaussimulaatiosta Diesel-suuttimen avautumisvaiheessa. Injektoriin muodostuvien monimutkaisten virtauskenttien ja kavitaatiorakenteiden vangitsemiseksi on käytetty Large Eddy Simulationia, kun taas nesteen kokoonpuristuvuus on otettu mukaan. Kavitaatiovaikutusten huomioon ottamiseksi käytettiin kaksifaasista homogeenista seosmallia.

Seosmallin massansiirtonopeus säädettiin niin, että alipaineiden esiintyminen rajoitettiin mahdollisimman paljon. Simuloinnin aikana on löydetty painehuippuja höyryn romahtamisen alueilla, joiden suuruus on yli 4000 bar, mikä on suurempi kuin tavallisten materiaalien myötöraja. Tällaisten painehuippujen sijainnit vastaavat hyvin todellista eroosiokohtaa, joka havaittiin röntgenkuvauksista.

1. Johdanto

Dieselin ruiskutusjärjestelmillä on keskeinen rooli polttomoottoreissa, koska ne vaikuttavat polttoainesuihkun muodostumiseen, sumutukseen ja palamiseen, muodostuviin päästöihin ja moottorin hyötysuhteeseen. Muodostuneet suihkunopeudet ovat luokkaa 500 m/s ja ylävirran paineet noin 2000 bar. Nykytrendit osoittavat, että ruiskutuspaineet nousevat jopa 3000 bariin, jotta ne vastaisivat EU:n tulevaa päästölainsäädäntöä. Korkeammat painetasot aiheuttavat kuitenkin erittäin suuria nopeuksia Diesel-suuttimen tiukoissa kanavissa ja voimakkaita kiihtyvyksiä jyrkissä suunnanmuutoksissa (kulmat, fileet jne.), jotka johtavat paikallisen staattisen paineen putoamiseen kyllästyspaineen alapuolelle ja aiheuttaen kavitaatiota.

Lisäksi kavitaatio voi johtaa kavitaatioeroosiovaurioihin ja ruiskutussuuttimen suorituskyvyn vakavaan heikkenemiseen, jopa katastrofaaliseen ruiskutusvikaan, mikä voi vahingoittaa moottoria, jos suuttimen kärki katkeaa. Dieselin ruiskutussuuttimen eroosion ennustamiseen on yritetty paljon, katso esim. Koukouvinis et al. [1].