Diesel-Einspritzdüse 456-3493 für Caterpillar C9.3 CAT LKW-Motor-Ersatzteile

Dynamische Kavitation in einem Hochleistungs-Dieselinjektor – eine experimentelle und CFD-Untersuchung (Teil 1)

Abstrakt.

Eine Kombination aus Simulation und speziellen experimentellen Techniken wurde verwendet, um die transienten Strömungs- und Kavitationsphänomene eines Steuergeräts in einem Hochleistungs-Dieselinjektor zu untersuchen.Das dynamische Kavitationsverhalten wurde in einem großmaßstäblichen transparenten Modell erfasst, das dann zur Entwicklung und Validierung eines fortschrittlichen Turbulenz-CFD-Modells mit Large Eddy Simulation verwendet wurde.Diese Techniken werden in Delphi verwendet, um Erkenntnisse zu gewinnen und die Injektorleistung in Originalgröße zu optimieren.

1. Einleitung

Der Dieseleinspritzer ist wohl das wichtigste Element, um erstklassige Motorleistung bei niedrigen Emissionen zu erreichen.Daraus folgt, dass Einspritzdüsen für Hochleistungsmotoren präzise gesteuert werden müssen.Daher müssen die hydraulischen Steuerventile und Öffnungen mit hoher Genauigkeit entworfen und hergestellt werden, und das Verständnis ihres grundlegenden Verhaltens wird einen wichtigen Beitrag zum Optimierungs- und Feinabstimmungsprozess leisten.Delphi verwendet eine Kombination aus Simulation und speziellen experimentellen Techniken, um die Strömungseigenschaften dieser Geräte zu untersuchen.

Wie bei allen neuen Einspritzdüsen war auch ein bei Delphi in der Entwicklung befindlicher Hochleistungs-Dieseleinspritzer Gegenstand umfangreicher Simulationsaktivitäten.Von besonderem Interesse für diese Arbeit sind die CFD-Untersuchungen der hydraulischen Steuerfunktionen.

Strömungskavitation ist ein bekanntes Thema bei Dieseleinspritzgeräten;Frühere experimentelle Erfahrungen zeigten, dass die branchenübliche Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS)-Modellierung keine genauen Ergebnisse für das dynamische Kavitationsverhalten liefern konnte.Daher wurden zusätzlich zu den CFD-Arbeiten Großmodelle (LSM) verschiedener Teile der hydraulischen Steuerfunktionen in Auftrag gegeben.Die Verwendung transparenter Modelle von Steuerventilen und Öffnungen in stark vergrößerten Maßstäben ermöglicht ein umfassenderes Verständnis der hydraulischen Leistung [1], das mit anderen Techniken nicht einfach zu erreichen ist.Die hydraulische Leistung ist über alle Maßstäbe hinweg ausreichend unabhängig, um als Entwicklungsinstrument nützlich zu sein [2].