轴针式喷嘴内部空化与针阀密封面磨损特性

摘要

喷嘴是柴油机的核心部件之一,其空化与磨损特性对柴油机的雾化、燃烧与动力特性均存在重要影响。从可视化和数值模拟两个方面研究柴油机轴针式喷嘴内部燃油的流动状况。结果表明,针阀开启前燃油就存在大量空泡,开启后针阀密封面上游处的空化现象较下游严重。在S195柴油机上,利用扫描电镜(Scanning electric microscope,SEM)研究轴针式喷嘴针阀密封面的磨损特性。结果表明,密封面上上游处的原始凹坑缺陷在运转20 h后出现较明显的磨损,而下游处的原始凹坑缺陷没有明显的磨损,即实际磨损严重的部位与空化密度大的部位一致。上游凹坑缺陷处磨损严重的原因是,原始的凹坑缺陷是空化的发生源,原始的凹坑缺陷处倾向于汇聚空泡,团聚的空泡溃灭,对壁面产生磨损。研究结果为减缓轴针式喷嘴针阀密封面的磨损提供理论依据。