進(jìn)氣歧管燃油噴射系統(tǒng)的空氣輔助噴射系統(tǒng)試驗(yàn)研究

在現(xiàn)代乘用車上多采用進(jìn)氣歧管燃油噴射系統(tǒng)，該系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)在于其是一種低壓燃油噴射系統(tǒng)、設(shè)計(jì)簡單，同時(shí)還具有較高的成本效益。但是，進(jìn)氣歧管燃油噴射系統(tǒng)存在噴霧濕壁的問題，而缸內(nèi)直噴技術(shù)可以克服上述問題，且由于較高的燃油噴射壓力，還使其具有較好的燃油霧化特性。但是，該系統(tǒng)也存在缺點(diǎn)，其需要構(gòu)建一個(gè)涉及到高壓泵、卸壓系統(tǒng)、燃油過濾系統(tǒng)、高壓燃油管路和燃油噴射器的高壓回路。新開發(fā)出的空氣輔助噴射系統(tǒng)可與低壓噴射系統(tǒng)協(xié)同工作，同時(shí)保持缸內(nèi)直噴技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)。通過計(jì)算流體力學(xué)仿真方法分析了不同參數(shù)對(duì)這種新的進(jìn)氣歧管燃油噴射系統(tǒng)噴霧特性的影響，并通過一個(gè)穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

所開發(fā)出的新噴射系統(tǒng)是將空氣輔助噴射系統(tǒng)與燃油噴射系統(tǒng)相結(jié)合。系統(tǒng)共存在兩個(gè)噴油嘴：一個(gè)主要用于噴射燃油；另一個(gè)主要用于噴射空氣。兩個(gè)噴油嘴通過一個(gè)空腔進(jìn)行連接，燃油和空氣在此空腔中混合。在進(jìn)行計(jì)算流體力學(xué)仿真時(shí)，采用離散型多相流動(dòng)湍流模型，在該模型中將氣體視為連續(xù)流動(dòng)的面，每個(gè)面以液滴或氣泡的形式存在。模擬計(jì)算時(shí)，采用二階精度的中心差分格式計(jì)算，并分別設(shè)定空腔的壓強(qiáng)為0.1、0.2、0.4MPa。

為比較計(jì)算流體力學(xué)的計(jì)算結(jié)果，在穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)裝置上進(jìn)行穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)。試驗(yàn)裝置主要包含一個(gè)燃料箱，其在循環(huán)泵的作用下供給燃油。采用壓力釋放閥釋放過高的燃油壓力，并將過量的燃油輸送回燃料箱。采用壓力調(diào)節(jié)器維持燃油管路的燃油壓力。試驗(yàn)時(shí)，將燃油濾清器置于燃油管路中。同時(shí)，將燃油流量表連接在燃油管路中以測(cè)量燃油消耗。試驗(yàn)結(jié)果表明：①燃油噴射時(shí)間及噴射量對(duì)噴霧形狀產(chǎn)生較大影響；②空腔壓強(qiáng)對(duì)噴霧的貫穿特性及擴(kuò)散特性也具有較大影響，這有助于減少HC的排放；③燃油噴霧中液滴的索特平均直徑（立方體折算成等體積球體后對(duì)應(yīng)的直徑）為4～14μm，有利于燃油的蒸發(fā)與混合；仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相匹配，誤差約為4%。

J.Sureshkumar et al.SAE 2015-01-0920.

編譯：王祥