Wtryskiwacz paliwa do silników wysokoprężnych 456-3493 do części zamiennych do silników ciężarówek Caterpillar C9.3 CAT

Kawitacja dynamiczna wewnątrz wysokosprawnego wtryskiwacza diesla – badania eksperymentalne i CFD (część 1)

Abstrakcyjny.

Do zbadania zjawisk przepływu nieustalonego i kawitacji w urządzeniu sterującym wewnątrz wysokowydajnego wtryskiwacza oleju napędowego wykorzystano kombinację symulacji i specjalnych technik eksperymentalnych. Zachowanie dynamicznej kawitacji zarejestrowano w przezroczystym modelu na dużą skalę, który następnie wykorzystano do opracowania i sprawdzenia zaawansowanego modelu CFD turbulencji za pomocą symulacji dużych wirów. Techniki te są stosowane w Delphi w celu uzyskania wglądu i optymalizacji wydajności wtryskiwaczy w rzeczywistych rozmiarach.

1 Wprowadzenie

Wtryskiwacz oleju napędowego jest prawdopodobnie najważniejszym elementem zapewniającym doskonałe osiągi silnika przy niskim poziomie emisji. Wynika z tego, że wtryskiwacze w silnikach o wysokich osiągach muszą być sterowane precyzyjnie. W rezultacie hydrauliczne zawory sterujące i kryzy muszą być projektowane i produkowane z dużą dokładnością, a zrozumienie ich podstawowego zachowania będzie stanowić ważny wkład w proces optymalizacji i dostrajania. Delphi wykorzystuje kombinację symulacji i specjalnych technik eksperymentalnych w celu zbadania charakterystyki przepływu tych urządzeń.

Podobnie jak w przypadku wszystkich nowych wtryskiwaczy, wysokowydajny wtryskiwacz oleju napędowego opracowywany w Delphi był przedmiotem wielu symulacji. Szczególnie interesujące w tym artykule są badania CFD hydraulicznych funkcji sterujących.

Kawitacja przepływowa jest znanym tematem w urządzeniach do wtrysku oleju napędowego; poprzednie doświadczenia eksperymentalne wykazały, że standardowe w branży modelowanie metodą Reynoldsa-uśrednionego Naviera-Stokesa (RANS) nie było w stanie zapewnić dokładnych wyników dotyczących dynamicznego zachowania kawitacyjnego. Dlatego też oprócz prac CFD zlecono wykonanie wielkoskalowych modeli (LSM) różnych części hydraulicznych funkcji sterujących. Zastosowanie przejrzystych modeli zaworów regulacyjnych i kryz w znacznie większej skali umożliwia lepsze zrozumienie wydajności hydraulicznej [1], która nie jest łatwo osiągalna innymi technikami. Wydajność hydrauliczna jest wystarczająco niezależna we wszystkich skalach, aby mogła być użyteczna jako narzędzie rozwojowe [2].