CFD技术在油箱注油分析中的应用（一）

asfagq · 发表于 2014-3-14 20:31:46

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发表时间：2014/1/19

0 前言

汽车研发的过程中，由于空间和位置的限制，汽车油箱的加注管会被迫移动，来满足整车布置的需求。但是由于加注管的改变，在油箱加注的过程中，油箱内的空气可能不能及时排出，导致油箱内压力迅速增大，出现“跳枪”现象。以往处理的办法都是等问题出现后利用试验手段对油管进行优化，这样不仅会延长整车的研发周期，而且无法观察燃油在注入过程的流动情况，使得设计人员难以确定问题的产生原因。通过CFD方法，模拟燃油在加注管中的流动过程，可以直观的观察加油管内的流动情况，准确确定出现问题的部位，为后续优化设计提供依据。

本为由于整车布置原因，油箱加注管需要更改位置，设计部门提供两种更改方案，考虑是否油箱注油过程中会发生“跳枪”现象，模拟汽车油箱加注过程，验证方案的可行性。

1 理论基础及数学模型

1.1 理论基础

燃油加注跳枪的原理，当扳动加油枪手柄，主阀在顶杆的推动下被打开，压力油通过主阀，并推开真空阀，从出油管向容器注油，并在负阀处产生负压。由于该处经通气管及出油管管口小孔与大气相通，空气通过小孔进行补充。在燃油加满时，枪口小孔被燃油淹没，空气无法补入，形成负压，使与此相通的橡胶侧移，带动卡针脱开，自控杆下移，手柄机构失去了平衡，主阀关闭，停止供油，完成自封过程。

1.2 数学模型

在燃油加注的过程分析中，油箱中存在两种流体，一种是燃油，一种是空气。此分析为两相流问题，需采用VOF方法进行非定常模拟。

<font style="color:rgb(0, 0, 0)"><font face="宋体, arial, verdana, sans-serif, Tahomafdsf"> VOF方法的基本原理是通过研究网格单元中流体和网格体积比函数F来确定自由面，追踪流体的变化。若F=1，则说明该单元全部是指定相流体所占据；若F=0，则该单元为无指定相流体单元；当0

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