柴油机供油系统中泵端压力对汽泡消失的影响

　　柴油机供油系统中泵端压力对汽泡消失的影响李民，赵致和，刘建新，杜慧勇，何码，宗永平，邓木都洛阳工学院汽车工程系，河南洛阳471039器，在喷油泵试验台上对透明供油系统中的汽泡进行试验研宄。采用频谱分析的方法，对汽泡以不同方式消失时系统压力波动的频率结构进行研宄，指出汽泡萎缩消失引起压力波动频率大约在4kHzllkHs汽泡爆炸破碎造成高频振荡频率大约在让出201阐明栗端压力次波的升高率对汽泡的消失方式起决定作用。

　　中法分类号丁1421.4文献标识码0刖吕柴油机供1系统中燃的流动是种特殊的非稳定的汽液两相流动系统中的汽泡被压缩时，体积减小。这将造成系统瞬态压力下降，加剧系统内原来的压力波动，特别是汽泡爆炸破碎释放的能量更加剧压力的振荡。汽泡的存在还对系统内的音速产生影响，进而对发动机的性能产生影响。

　　目前，对具有多变性和复杂性的柴油机供油系统中的这种汽液两相流动的研宄26，无论是在理论述是在方法上都处广反展阶段。木研究就是为更深地拟小柴油机供系统中液汽两相流动的闪在规律，为供油系统与柴油机的匹配提供更多的试验资料在安装有透叫供油系统的喷油泵试验台上，借助于摄像机高速人转换板象采集卡微型计算机及其它测试设备，通过对汽泡存活时间不同时供油系统压力波的频谱分析，阐明了压力波对汽泡消失方式和存活时间的影响。揭出汽泡萎缩消失爆炸破碎造成压力波振荡的频谱结构特性。

　　1试验方法在安装有透明供油系统，能观察和拍摄到汽泡现象的喷油泵试验台上，在不同工况和供油系统参数的条件下十不报置的压乃传感器侧升程传感器及代如卡微型计算机采集并记录泵端和嘴端压力波和针阀升程的时间历程，并同时用1摄像机记录汽泡现象，后对采集的吒力波；号迸行功率谱分祈，长时间存活的汽泡时间g⑷长时间存活汽泡时间a1短时间存活汽泡2试验结果2.1长时间存活的汽泡油阀紧帽腔中连续幅汽泡的照片。从中可以看到，幅片中都有大量的汽泡中白点，由于汽泡存在整个试验过程中，因汽泡存活时间长故称其为长时间存活汽泡。

　　2.2短时间存活的汽泡茁2短时同存活的汽泡在射泵试验台进个厂咿佥十，肉眼睛看不到汽泡存在。试骑厂反复观看录利，幻3在出昨帽腔中会有类似闪电的现象，经逐帖播放，发现这种闪电现象就是出现短时间存活的汽泡。在2中是没有汽泡，而在21中则有大量的汽泡中的白点为汽泡。

　　3汽泡存活时间不同的原因3.1汽泡存活的力学平衡条件汽泡存活的力学甲衡茶件可由邮方程描述=式中为汽泡内压力；为液体压力；为及面张力汽泡1屯，此式明汽泡的存活时，汽泡内外压差与液体的面张力成正比，与汽泡半径成反比。

　　3.2汽泡萎缩消失或爆炸破碎消失的原因系统内压力因供油而迅速增大，汽泡被压缩，若系统压力上升较慢，则在汽泡体积变小的同时，汽泡内汽体可与汽泡外液体进行传热传质交换，部分蒸汽重新变成液体，同时大量热量放出，这样汽泡内的压力上升相对较慢，汽泡会较缓慢地萎缩直至消失。

　　频率几也⑷长时间存活汽泡频率出㈨短时间存活汽池4.2泵端压力波主波的功率谱分析取出油阀开启而针阀尚未开启段的泵端压力进行研究，排除了针阀开启后系统由闭式变为开式对液力过程造成的影响，可以更清楚的研究汽泡本身的存在与消失对压力波的波动产生的影响。

　　由5可看出，汽泡存活时间长，泵端主波压力波上升段有明显的波动，这是由于泵端次波到达时，大量汽泡被保留下来，下循环开始，系统中残存汽泡很多，音速较慢音速大约为7008.由于汽泡时间ras长时间存活的汽泡㈦短时间存活的汽泡如果液体压力增火的速度非常快，使汽泡急剧减小，则汽泡的压缩可视为绝热过程。汽泡内的压力上升较快，汽泡内外的压差极大，汽泡液面将破碎，即汽泡发生了爆破式的溃灭。因此，供油系统中说汽泡以萎缩还是保炸，取决于汽泡外供油系统的压力的邝高速率。

　　3.3汽泡在系统中存活长短不同的原因供系统中汽泡的产1是1厂出油阀的减压作，当泵端次波压力到来时，汽泡受到压缩休枳变小，这对系统起到减压作用，造成压力波动，汽泡受到冲击将可能发生爆炸破碎，产生液力冲击。

　　由3可看出，长时间存活汽泡栗端压力次波压力上升较慢，因此大量汽泡可保留至下循环压力波波上汗段汽泡主要赛缩消失此过程进疔的较为缓恢短时间辟说泡泵端次波压力上升很快气泡发生爆炸破碎，此过程在极短的时间完成。因此爆炸破碎所引起压力波动频率较高。

　　4泵端压力波的谱频分析4.1泵端压力波次波的功率谱分析汽泡以不同方式消失时对系统产生的压力波动是不同的，由功率谱可看出其在频率上的差异。

　　由4可看出，汽泡存活时间长，当栗端次波压力传到时，汽泡只是受压萎缩，因此4；1功率谱上4 2.册2幅值较小。由于没汽泡爆炸破碎，所以1出20出的付应幅值儿乎为零，短间存。汽泡。汽泡大部分栗端次波煤炸破碎。134功率鸹4 12和幅值较大，这是因为大量汽泡受到冲击发生爆炸破碎消失引起压力波动功率谱上201也对应定幅值，这是由于汽泡爆炸破碎对周围液体产生的液力冲击AAv频率几出⑷长时间存活的汽泡频率也出1短时间存活的汽泡相对较多，汽泡在主波被压缩引起的压力波动也较大，因此由61功率谱上可看到4出2有明显峰值，在201高频段平缓衰减且幅值较小，这明汽泡大部分都萎缩消失。

　　由5看出汽泡存活时间短时，主波压力波上升段非常光顺，这是由于汽泡基本在泵端次波时爆炸破碎，这样在下循环开始时，系统中残存的汽泡极少，油管内的音速接近在纯油中的音速音速大约为12.版。山坏如气泡，压乃上邝段常光渭，由6功率谱可相1册的幅位平缓衰减且幅值较小，这也明压力波上没有叠加其它波动。

　　5压力波变化率对汽泡消失方式的影响由前面分析可知，汽泡消失产生的压力波动频率为4 120为消除汽泡对压力波动的影响，更好的分析系统的纯液力波动，7是将泵端次滤去4班2以上成分所得的波形。

　　㈨长时间存活汽泡㈦短时间存活汽泡汽泡存活形态消失时刻汽泡消失方式长时间存活泵端次波萎缩消失短时间存活泵端次波爆炸破碎主，汽泡长时间存活。

　　6结论1供油系统压力的升高速率决定着汽泡的消失方式，压力升高率3测3腿时，汽泡的消失以爆炸破碎为主必心邮汽泡消失以萎缩消失为主。

　　遍局潘潘晚添趟匪她塍厉腠漏迦邮adw只田时，将有大量汽泡发生爆炸破碎，汽泡存活时间短；当泵端压力次波的升高率心2038，汽泡消失以萎缩消失为主，汽泡存活时间长。

　　2张砰。厂。何。是等。频15分析法研究柴机燃油时系统的洛阳赵昌普。刘建新。永平。出油昨1及紧帽腔对柴机名统中出旧高宗英。柴油机喷油系统空泡现象的试验研宄。内燃机学报。1990何勇灵等。在油气两相流状态下柴油机喷油系统中压力波传播速度的研宄1.内燃机学报，1995杜慧勇等。柴油机供油系统汽泡类型的研宄。内燃机学报，1999