Diesel-Einspritzdüse Kraftstoffeinspritzdüse 0445110466 0445110717 0445110794 Bosch für Jianghuai Auto

Large-Eddy-Simulation der Öffnung von Dieselinjektoren mit einem Zweiphasen-Kavitationsmodell（Teil 1)

Abstrakt.

In der aktuellen Arbeit werden indikative Ergebnisse der Strömungssimulation während der Öffnungsphase eines Dieselinjektors vorgestellt.Um das komplexe Strömungsfeld und die Kavitationsstrukturen, die sich im Injektor bilden, zu erfassen, wurde die Large-Eddy-Simulation eingesetzt, wobei die Kompressibilität der Flüssigkeit einbezogen wurde.Zur Berücksichtigung von Kavitationseffekten wurde ein zweiphasiges homogenes Gemischmodell verwendet.

Die Stoffübergangsrate des Mischungsmodells wurde angepasst, um das Auftreten von Unterdrücken so weit wie möglich zu begrenzen.Während der Simulation wurden in Bereichen des Dampfkollapses Druckspitzen mit einer Größenordnung von über 4000 bar festgestellt, was höher ist als die Streckgrenze üblicher Materialien.Die Orte solcher Druckspitzen stimmen gut mit den tatsächlichen Erosionsorten überein, wie sie anhand von Röntgenaufnahmen ermittelt wurden.

1. Einleitung

Dieseleinspritzsysteme spielen in Verbrennungsmotoren eine grundlegende Rolle, da sie die Bildung des Kraftstoffsprühnebels, die Zerstäubung und Verbrennung, die entstehenden Emissionen und den Motorwirkungsgrad beeinflussen.Die gebildeten Strahlgeschwindigkeiten liegen in der Größenordnung von 500 m/s, mit einem Vordruck von etwa 2000 bar.Aktuelle Trends zeigen, dass die Einspritzdrücke sogar auf 3000 bar steigen werden, um die künftigen EU-Gesetzgebungen in Bezug auf Emissionen zu erfüllen.Höhere Druckniveaus verursachen jedoch sehr hohe Geschwindigkeiten durch die engen Kanäle im Diesel-Injektor und starke Beschleunigungen bei scharfen Richtungsänderungen (Ecken, Hohlkehlen usw.), was dazu führt, dass der lokale statische Druck unter den Sättigungsdruck fällt und Kavitation verursacht.

Darüber hinaus kann Kavitation zu Schäden durch Kavitationserosion und einer erheblichen Verschlechterung der Leistung der Einspritzdüse führen, sogar zu einem katastrophalen Ausfall der Einspritzdüse, was zu Schäden am Motor führen kann, wenn die Einspritzdüsenspitze abbricht.Es wurden viele Versuche unternommen, die Erosion dieser Einspritzdüsen vorherzusagen, siehe z. B. die Arbeit von Koukouvinis et al.[1].