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交通能源与绿色燃料

摘要

大流量燃气喷射阀作为船用气体燃料发动机的核心供气元件，其工作特性直接决定了发动机的燃烧组织状态进而影响整机的性能。针对大流量燃气喷射阀进行了三维流动数值分析，并给出了平衡式和非平衡式燃气阀的一维系统级仿真计算，分析了平衡式/非平衡式阀门的动态特征、影响阀门流量特性和阀片起落延迟的主要因素等。结果表明：最小流通面积直接影响了燃气流量，而燃气在出口环带转折角位置处气流速度达到最大，且出口环带下游的速度均匀性受边界影响较大。一维仿真结果可以看出，气体工质不影响阀门的动态响应，仅影响流量大小。平衡式与非平衡式阀门之间没有流量差异，但动态响应的差距会随压差的变大而增大，且两种阀门的开、闭延迟差距不同，总体叠加影响为非平衡阀的稳定工作时间略微长与平衡阀。当压力差较大时，非平衡阀在两段式电磁力下会率先出现电磁力无法抬起阀门的失效状态，而平衡式阀门在相同工况下仍能正常工作，体现了平衡式阀门的结构优势。对于平衡阀而言，压力差对阀门关闭响应影响比开启响应更大，即增加压力差时，阀门的有效工作时间随之缩减。此外，还研究了弹簧参数对电磁力边界的影响，发现预紧力仅在静力中起到直接叠加作用，而不影响阀门开启延时；而弹簧刚度不仅对静力产生影响，还会直接改变阀门开启延时，且为非线性变化。

关键词

大流量燃气喷射阀;动态特性；;平衡式/非平衡式；;流量特性；;主要影响因素

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