高压共轨式柴油机空穴雾化耦合机理研究

柴油机共轨喷射系统是降低油耗和减少排气污染的最先进技术之一。其中喷嘴成为将上游流动和下游喷雾连接起来的关键部件，而喷嘴内部空穴现象又成为将喷嘴流动和喷雾行为联系起来的关键因素。本研究利用多相流和气泡动力学理论，发展喷嘴内空穴流动的数学模型，探讨建立相似准则，对放大后的喷嘴，搭建观察喷孔内部空穴流动的试验装置，解决小喷嘴、高压力、高流速及短的喷油持续期所造成的难以试验的问题，进而探讨喷嘴内空穴流动现象及空穴形成、发展和溃灭机理。在此基础上提出将上游系统非稳态流动、喷嘴空穴流动和下游喷雾过程相耦合，进行一体化数值模拟，结合可视化喷雾试验，探讨高压下喷嘴内空穴流动与随后喷雾形成之间的耦合机理，为建立更为合理的喷雾模型提供理论依据。本项目的完成对共轨喷射系统的完善和发展具有重要的应用价值，对非稳态高压液体喷射雾化过程的研究及多相流学科的发展具有重要的学术价值。