进气歧管燃油喷射系统的空气辅助喷射系统试验研究

进气歧管燃油喷射系统的空气辅助喷射系统试验研究

在现代乘用车上多采用进气歧管燃油喷射系统，该系统最大的优势在于其是一种低压燃油喷射系统、设计简单，同时还具有较高的成本效益。但是，进气歧管燃油喷射系统存在喷雾湿壁的问题，而缸内直喷技术可以克服上述问题，且由于较高的燃油喷射压力，还使其具有较好的燃油雾化特性。但是，该系统也存在缺点，其需要构建一个涉及到高压泵、卸压系统、燃油过滤系统、高压燃油管路和燃油喷射器的高压回路。新开发出的空气辅助喷射系统可与低压喷射系统协同工作，同时保持缸内直喷技术所具有的优势。通过计算流体力学仿真方法分析了不同参数对这种新的进气歧管燃油喷射系统喷雾特性的影响，并通过一个稳态试验对仿真结果进行验证。

所开发出的新喷射系统是将空气辅助喷射系统与燃油喷射系统相结合。系统共存在两个喷油嘴：一个主要用于喷射燃油；另一个主要用于喷射空气。两个喷油嘴通过一个空腔进行连接，燃油和空气在此空腔中混合。在进行计算流体力学仿真时，采用离散型多相流动湍流模型，在该模型中将气体视为连续流动的面，每个面以液滴或气泡的形式存在。模拟计算时，采用二阶精度的中心差分格式计算，并分别设定空腔的压强为0.1、0.2、0.4MPa。

为比较计算流体力学的计算结果，在稳态试验装置上进行稳态试验。试验装置主要包含一个燃料箱，其在循环泵的作用下供给燃油。采用压力释放阀释放过高的燃油压力，并将过量的燃油输送回燃料箱。采用压力调节器维持燃油管路的燃油压力。试验时，将燃油滤清器置于燃油管路中。同时，将燃油流量表连接在燃油管路中以测量燃油消耗。试验结果表明：①燃油喷射时间及喷射量对喷雾形状产生较大影响；②空腔压强对喷雾的贯穿特性及扩散特性也具有较大影响，这有助于减少HC的排放；③燃油喷雾中液滴的索特平均直径（立方体折算成等体积球体后对应的直径）为4～14μm，有利于燃油的蒸发与混合；仿真结果与试验结果相匹配，误差约为4%。

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

编译：王祥