Injecteur de carburant Diesel 0445110466 0445110717 0445110794 Bosch pour Jianghuai Auto

Simulation à grandes échelles de l'ouverture d'un injecteur diesel avec un modèle de cavitation biphasé（partie 1)

Abstrait.

Dans le présent article, des résultats indicatifs de la simulation d'écoulement pendant la phase d'ouverture d'un injecteur diesel sont présentés. Afin de capturer le champ d'écoulement complexe et les structures de cavitation qui se forment dans l'injecteur, la simulation aux grandes échelles a été utilisée, tout en incluant la compressibilité du liquide. Pour prendre en compte les effets de cavitation, un modèle de mélange homogène à deux phases a été utilisé.

Le taux de transfert de masse du modèle de mélange a été ajusté pour limiter autant que possible l'apparition de pressions négatives. Au cours de la simulation, des pics de pression ont été constatés dans les zones d'effondrement de la vapeur, avec une amplitude supérieure à 4 000 bars, ce qui est supérieur à la limite d'élasticité des matériaux courants. Les emplacements de ces pics de pression correspondent bien à l’emplacement réel de l’érosion tel qu’il ressort des examens aux rayons X.

1. Introduction

Les systèmes d’injection diesel jouent un rôle fondamental dans les moteurs à combustion interne puisqu’ils affectent la formation du jet de carburant, l’atomisation et la combustion, les émissions formées et le rendement du moteur. Les vitesses des jets formés sont de l'ordre de 500 m/s, avec des pressions en amont autour de 2000 bars. Les tendances actuelles montrent que les pressions d'injection peuvent même atteindre 3 000 bars, afin de répondre aux futures législations européennes en matière d'émissions. Cependant, des niveaux de pression plus élevés provoquent des vitesses très élevées à travers les passages étroits de l'injecteur diesel et de fortes accélérations lors de changements brusques de direction (coins, congés, etc.), ce qui entraîne une chute de la pression statique locale en dessous de la pression de saturation et provoque une cavitation.

En outre, la cavitation peut entraîner des dommages par érosion par cavitation et une grave dégradation des performances de l'injecteur, voire une défaillance catastrophique de l'injecteur, ce qui pourrait endommager le moteur si la pointe de l'injecteur se brise. De nombreux efforts ont été déployés pour prédire l'érosion des injecteurs diesel, voir par exemple les travaux de Koukouvinis et al. [1].