生物柴油对高压柴油喷射器瞬态针阀运动和出口附近流动特性的影响



生物柴油对高压柴油喷射器瞬态针阀运动和出口附近流动特性的影响

为扩展生物衍生燃料在当前发动机系统中的使用并优化生物燃料的喷射过程，需要深入研究生物燃料特性对喷射器动作的影响、初始流动变化、雾化以及混合过程等。研究了生物柴油对高压柴油喷射器瞬态针阀运动和出口附近流动特性的影响，分析了针阀升程、生物柴油/传统柴油的出口速度/出口附近流动结构，并使用X射线相衬显微镜图像进行对比。研究结果如下。

（1）忽略燃油。针阀升程和出口附近流动的瞬态特征可分为3个子阶段：a.开始-瞬态；b.稳定阶段；c.结束-瞬态。整个喷射过程中，生物燃油由于其低压缩性和高粘度而比传统柴油的针阀速度和出口流速更低。

（2）喷射初始阶段。生物柴油与传统柴油相比，开始喷射时表现得略微迟钝。在开始-瞬态阶段，针阀速度、出口速度和喷射宽度急剧增加，之后下降到一个稳定值，如同一个过渡。使用生物柴油时，开始-瞬态阶段的针阀速度、出口速度和喷射宽度增加得更加缓慢。与此同时，使用生物柴油会出现更高的速度超调。

（3）稳定阶段。即使针阀持续运动，针阀速度、出口速度和喷射宽度也非常稳定。使用生物柴油的针阀平均速度、出口平均速度和速度因子相比传统柴油更低。出口附近喷射结构表明了生物柴油相比传统柴油具有更小喷射宽度的更小紊流。

（4）结束-瞬态阶段。可以观察到针阀速度突然增加，出口速度突然降低，与此同时喷射宽度增加。对于生物柴油，结束-瞬态阶段开始得较迟且开始时的针阀升程更小。生物柴油相比传统柴油总喷射时间更长。

（5）生物柴油和传统柴油在针阀运动、出口速度和速度系数方面的差异在喷射压力低于100MPa时变化得微不足道。

刊名：International Journal of Engine Research（英）

刊期：2014年第4期

作者：Seoksu Moon et al

编译：王欣欣