燃油喷嘴结构参数对空化性能的影响研究

陆洪杰，甘树坤，吕雪飞

(吉林化工学院 机电工程学院，吉林 吉林 132022)

柴油喷嘴喷雾的雾化特性包括雾滴破碎、雾化、形成燃料与空气的混合物等，对内燃机的性能和排放有很大的影响.但由于工艺的复杂性，高压喷雾的雾化机理尚不清楚[1-3].因此，有必要研究喷管内部产生的空化、湍流等流动现象，以及外部液体燃料与周围气体的气动相互作用，这通常被认为是导致初始破裂的主要因素.空化对于燃油喷嘴是一个非常重要的因素，因此，对喷嘴内部流动和诱导空化的全面了解，对于进一步研究喷雾破碎和燃烧是必要的.

虞育松等[4]报道了喷嘴外空气和流体的相互作用以及喷嘴内的空化都是影响初始雾化的重要因素.采用高喷射压力可达80 MPa，Gavaises M 等人[5]发现空化效应大于环境气体与喷雾相互作用的效应，即增强空化作用至关重要.Bergwerk等人[6]指出，由于压力差减小，高环境压力抑制了空化的产生.Badock等人使用了[7]的真实尺寸对单孔透明喷嘴的空化现象进行了研究，提出了在高引射压力下，空化现象会扩展到喷嘴出口，同时还发现喷嘴中部的流体为纯液柱，说明喷嘴壁面附近存在空化现象.Wei等[8]报道了随着注入压力的增加，空化来得更强，开始得更早.此外，空化首先发生在针座区域.Sou等[9]研究了喷雾速度，计算了不同转速下的空化数，发现了4种类型的空化流动，即不空化、局部空化、超空化和水力翻转.He等[10]采用了一个10倍放大的跨母管，研究了不同……