Diesel-Einspritzdüse Kraftstoffeinspritzdüse 03L130277B 5ws40539 A2C59513554 Siemens für Audi Seat Skoda VW

Kavitation in optisch transparenten Hochdruck-Kraftstoffeinspritzdüsen(TEIL 5)

Für die Analyse wurde der Einspritzdruck des realen Geräts (800 bar) als Randbedingung auf die Innenflächen des Acryl-Düsenstücks angewendet. Da spröde Materialien am häufigsten unter Spannung versagen, wurden der Konstruktion Saphirklemmen hinzugefügt, um die Düse von außen zusammenzudrücken und die Zugkräfte an den Innenflächen zu minimieren. Da sich die Klammern an der Außenseite der Düse befanden, musste für deren Konstruktion ein optisch transparentes Material verwendet werden.

Aufgrund seiner hohen Haltbarkeit wurde Saphir ausgewählt. Dadurch wurden die Saphirklemmen gewissermaßen zu den tragenden Komponenten der Düse, obwohl das Teil, auf das der Druck direkt ausgeübt wurde, aus Acryl bestand.

Das endgültige Design mit 3 Saphirklemmen, hergestellt und zusammengebaut, ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Außenabmessungen der Düse betragen 21,5 mm in Blickrichtung in Abbildung 1 und 6,75 mm in vertikaler Richtung. Auf beiden Seiten der Düse werden O-Ring-Dichtungen verwendet.

3 Ergebnisse und Diskussion

Diese Konstruktion wurde mit Dieselkraftstoff getestet, der von einer handelsüblichen Hubkolbenpumpe mit drei Stufen geliefert wurde, die von einem großen Elektromotor angetrieben wurde. Die ursprüngliche Injektionsdauer war auf 250 ms eingestellt, aber die Messungen des Sackvolumendrucks zeigten, dass die Pumpe nicht in der Lage war, den befohlenen Druck über den gesamten Zeitraum aufrechtzuerhalten. Die resultierende Injektionsdauer betrug etwa 100 ms und der Injektionsdruck nahm während dieser Zeit langsam ab.

Die Strömung innerhalb der Düse wurde in einer Durchleuchtungskonfiguration mit einer Phantom V1210-Hochgeschwindigkeitskamera erfasst. Da die Umgebung atmosphärischen Gegendruck hatte, kam es leicht zu Kavitation in der Düsenströmung. Ein repräsentatives Bild mit einem Einspritzdruck von 350 bar ist in Abbildung 2 dargestellt. Ein vollständiges Video der Innenströmung sowie der Öffnungsströmung und des Spraybildungsbereichs bei diesem Strömungszustand wurde ebenfalls bereitgestellt. Dieser Strömungszustand liegt bei einer Reynolds-Zahl von etwa 85.000.