环境气体温度和密度对柴油机高压喷雾的扩展和碰壁过程的影响

本文在定容弹中用高速摄影研究了环境气体温度和密度对喷射压力为75～134MPa的柴油机喷雾贯穿距离、喷雾角及碰壁过程的影响.结果表明,环境温度对高压喷雾的影响远比对常规压力喷雾显著.环境温度升高后,高压喷雾的贯穿距离有所减小,而喷雾角则明显增大,在高温高密度下,喷雾角可增至30°以上.高压喷雾与常温壁面碰撞时,几乎看不到反跳现象,但在壁温较高时,壁面附近将有较浓密的液雾,且在液雾和壁面间有一蒸气层.环境密度对高压喷雾的影响在定性上与对常规压力喷雾相同.当喷射压力由75MPa提高到134MPa时,贯穿距离反而有所减小.本文根据这一实验结果提出了一个考虑了喷射压力和温度影响的计算贯穿距离的经验公式.     

GDI发动机喷雾特性的数值模拟和试验

汽油直喷发动机高压燃油喷射系统与燃油经济性和废气排放等密切相关,通过试验和数值模拟对高压喷油系统和旋流喷油器的喷雾特性进行了研究.在不同喷射压力、背压压力条件下,利用高速摄像机对喷入定体积容器的喷雾进行了喷雾贯穿距离和喷雾锥角参数的测量.结果表明:在低背压压力下,喷雾呈现出空锥、较大范围的分布形态,有利于实现燃油与空气的均质混合;在高背压条件下,喷雾呈现出紧凑密集的分布形态,有利于实现燃油与空气的分层混合.获得的贯穿距离经验公式与试验测量值在一定范围内是一致的.基于AVL HYDSIM环境建立了一维高压喷油系统模型,模拟得到的针阀升程与试验获得的图像在时间上具有一致性.     

直喷式柴油机气缸内喷雾贯穿及分布的研究

本文建立了燃油喷过程及气缸内喷雾特性的统一计算模型。考虑了燃油喷射、气缸内空气运动和燃烧室结构对喷雾贯穿及分布的影响。     

柴油机的未来燃油喷射装置：电控泵喷嘴

未来柴油机需要不断地提高喷射压力，因为提高喷射为是降低柴油机燃油率及排气污染、改善其性能的有效手段。电控泵喷嘴系统能够到很高的喷射压力，并能对喷油量、喷油定时进行精确控制，是柴油机燃油喷射装置发展的新趋势。本文介绍了电控泵喷嘴系统的最新发展及应用实例。     

新型脉动式电控燃油喷射系统喷射定时优化

电子控制是柴油发动机燃油喷射系统实现柔性喷射过程控制的有效途径。喷射定时对发动机的排放和经济性都有重要影响，传统的机械式供油系统无法兼顾对每一工况的定时优化，而电控燃油喷射系统的重要优势之一就是能对喷射定时进行全工况自由调节。新型脉动式电控燃油喷射系统的喷射定时需要根据输油泵的供油凸轮型线、不同工况、油量、压力、经济性及排放性能的要求进行优化匹配。本文以电控直列泵—管—阀—嘴燃油喷射系统喷射控制理论分析为基础，根据喷射系统应用的实际条件进行了大量试验，为新型电控燃油定时的优化和匹配提供了依据和准则。     

高压燃油喷射诱导激波对喷雾特性的影响

为了研究诱导激波对喷雾特性的影响,采用纹影法和仿真模拟的方法对不同喷射压力、不同环境介质条件下的喷雾和激波特性进行研究.结果表明:在相同喷射压力和环境密度下,在燃油喷射初期,存在激波条件下的喷雾贯穿距小于无激波条件下喷雾贯穿距,从仿真结果来看,在燃油喷射初期激波为附体激波,激波后环境气体密度和压力均大于激波前,激波后具有更大密度和压力的环境气体会阻碍喷雾的发展,从而导致贯穿距变小.在燃油喷射中后期激波与喷雾分离之后,存在激波条件的喷雾贯穿距则要高于无激波条件下的喷雾贯穿距.激波还可以增强燃油与空气混合程度,对增大喷雾体积有一定的促进作用,且促进效果会随着激波强度的增大而更加明显,有利于油、气混合气的形成.超高压喷射仿真结果表明,当喷射压力达到240 MPa和320 MPa时,喷射初期斜激波的末端会产生弓形激波,可以加剧湍流运动促进油、气混合,此外激波的产生使激波处环境气体温度升高,当喷射压力达到320 MPa时,激波处温度最多可升高16%,这有利于燃油的雾化蒸发.     

高压共轨燃油喷射雾化特性试验研究

基于GS-1000型高压共轨试验台和定容容器,利用高速摄影技术对高压共轨燃油喷射的雾化特性进行了研究。通过计算机采集多种工况下的喷雾雾化图像,并利用C#语言编制的图像处理软件对喷雾图像进行了精确处理,测取了喷雾贯穿距、喷雾锥角等喷雾特性参数。试验结果表明：喷雾贯穿距随喷射压力的升高而增大,喷射压力对喷雾锥角的影响不明显。燃油喷雾贯穿距随背压的升高而减小,喷雾锥角随背压的升高而增大。     

高压共轨燃油喷射雾化特性试验研究

基于GS-1000型高压共轨试验台和定容容器,利用高速摄影技术对高压共轨燃油喷射的雾化特性进行了研究。通过计算机采集多种工况下的喷雾雾化图像,并利用C#语言编制的图像处理软件对喷雾图像进行了精确处理,测取了喷雾贯穿距、喷雾锥角等喷雾特性参数。试验结果表明:喷雾贯穿距随喷射压力的升高而增大,喷射压力对喷雾锥角的影响不明显。燃油喷雾贯穿距随背压的升高而减小,喷雾锥角随背压的升高而增大。     

柴油喷雾撞壁形态和油束发展特征

在一台高温、高压定容燃烧弹上研究了不同撞壁距离、喷射压力和环境温度与压力条件下,柴油油束撞壁后近壁面区域的喷雾特性.利用高速摄像测量了自由喷雾和撞壁喷雾的油束发展历程,并结合仿真对燃油气相浓度和流场特性进行分析.结果表明:在环境温度为500~900,K、环境压力为1~4,MPa时,喷射压力对喷雾锥角影响较小;环境温度达到700,K及以上时,喷射压力对喷雾贯穿距的影响较小,特别当撞壁距离减小到30,mm和20,mm时,出现喷雾贯穿距随喷射压力增大而略微减小的趋势;相对于撞壁喷雾,环境温度对自由喷雾贯穿距的影响更大;随着撞壁距离减小,喷雾贯穿距逐渐减小,喷雾锥角逐渐增大,而喷雾高度则呈现先增大后减小的趋势.在上述4种边界参数中,撞壁距离对撞壁油束发展特征影响最大.     

喷射参数对柴油机燃烧与排放特性的影响

在一台共轨柴油机上进行了喷射压力、喷射定时、后喷量及后/主间隔角等喷射参数影响作用的试验研究,利用FIRE软件数值模拟获取微观场变化信息,综合分析了喷射参数对缸内燃烧与有害排放物生成的影响机理及规律.结果表明,提高喷射压力和提前喷射定时有利于改善燃油经济性及碳烟排放,但在喷射压力较高(120～130,MPa),喷射定时提前到上止点前2°CA时,再提前喷射定时对碳烟的影响不大,而NOx的生成量显著增加,同时会引起燃烧粗暴.当后/主间隔角一定(15°CA),后喷量为1.5～2.0,mg时,烟度值达到最低,降幅为28%左右;后喷量为1.5,mg时,后/主间隔角在25,oCA附近,烟度达到最低,降幅达到20%.因此,引入后喷时需要选取适当的后/主间隔角和后喷油量,既要增强后喷燃油对缸内流场的扰动效果,使得更多的氧气进入主喷的燃烧产物区,加速碳烟的氧化又要避免进入高温缺氧区域内的后喷燃油量过多以及燃烧过于拖后等负面影响.     

喷油对发动机混合气分配及性能影响的研究

本文研究了电控单点汽油喷射发动机喷油间隔和喷油定时对发动机各缸混合气分配及其性能的影响，试验结果表明：喷油间隔和喷油定时对混合气分配及发动机性能有很大的影响，适当的喷油间隔可以减小喷油定时的影响；研究过程中发现，进气压力（反映负荷状况）对混合气分配也有明显的影响。     

溶有CO_2燃油的闪急沸腾喷射过程研究

采用高速摄影技术在一个定容容器内 ,对溶有 CO2 的燃油在常温常压、常温高压、高温高压 3种环境条件下的喷射过程进行了观察和测量研究。发现对溶有 CO2 的燃油喷射 ,喷雾特性的主要影响因素是环境温度和压力 ,在常温常压、高温高压 2种环境条件下 ,溶气燃油发生闪急沸腾 ,喷雾初始锥角大 ,最大喷雾宽度大 ,大大地促进了燃油的雾化。并对溶有 CO2 燃油的喷射过程机理进行了探讨     

喷油嘴结构优化设计对喷雾形成的作用

本文的目的是讨论重型柴油机喷油嘴的喷雾控制。本文将着重分析FIE(燃油喷射装置)关键部件 喷油嘴的燃油流动情况。优化设计的喷油嘴控制燃油流动并改善了流动效率。 FIE需要产生较高的喷射压力,从而形成较好的雾化和较高的空气利用率。但是较高的喷射压力会造成泵的驱动扭矩的增加,油泵尺寸的加大以及成本的提高。 为了改善喷油嘴的燃油流动性能,分析了喷油嘴并开发了一个优化设计喷油嘴的计算机模型模拟理论分析方法。还通过试验验证了此方法的效果。     

共轨液压式电控喷油系统的仿真和实验研究

本文介绍了共轨液压式电控喷油系统的工作原理及实验装置,并对该系统的燃油喷射特性进行了仿真和实验研究。实验验证了该系统的喷油喷射特性和工作可靠性。仿真和实验结果表明,共轨液压式电控喷油系统能对循环喷油量、喷射压力、喷油定时以及喷油速率实现柔性控制。     

溶有CO2燃油的闪急沸腾喷射过程研究

采用高速摄影技术在一个定容容器内,对溶有CO2的燃油在常温常压、常温高压、高温高压3种环境条件下的喷射过程进行了观察和测量研究。发现对溶有CO2的燃油喷射,喷雾特性的主要影响因素是环境温度和压力,在温常温压、高温高压2种环境条件下,溶气燃油发生闪急沸腾,喷雾初始锥角大,最大喷雾宽度大,大大地促进了燃油的雾化,并对溶有CO2燃油的喷射过程机理进行了探讨。     

固体电路－射流技术混合控制式燃油喷射系统

本文介绍以射流装置－喷嘴组件为基础的汽油机用多点式燃油喷射系统。这种组件包括一个电磁阀控制的无运动件的射流装置对嘴。试验室试验结果表明，射流装置的动态响应快，其供油－断油滞后于电磁阀信号的时间不超过１ｍｓ。四个射流喷嘴（四缸发动机）喷出的燃油分配均匀，在喷嘴处的混合气雾化良好。发动机试验表明，这种系统能扩大混合气的稀薄极限，与原化油器相比，可节油７％，降低ＨＣ排放量１０％。这是由于多点式射流喷射系统改善了燃油分配和油气混合的品质。     

燃油喷射特性数值模拟与实验验证

基于STAR-CD对燃油喷射进行三维两相流数值模拟,利用高速摄影对定容室内喷雾过程进行了研究分析.比较了喷雾特性的模拟计算结果和实验图片,验证了模型的正确性.分析了喷射压力、缸内温度和喷孔直径对喷雾特性的影响.通过研究,获得了喷雾贯穿距和索特平均直径随喷射、环境条件和喷嘴几何参数变化的一般规律.     

喷油嘴结构优化设计对喷雾形成的作用

本文的目的是讨论重型柴油机喷油嘴的喷雾控制。本文将着重分析ＦＩＥ（燃油喷射装置）关键部件－喷油嘴的燃油流动情况。优化设计的喷油嘴控制燃油流动并改善了流动效率。ＦＩＥ需要生产较高的喷射压力，从而形成较好的雾化和较高的空气利用率。但是较高的喷射压力会造成泵的驱动扭矩的增加，油泵尺寸的加大以及成本的提高。为了改善喷油嘴的燃油流动性能，分析了喷油嘴并开发了一个优化设计喷油嘴的计算机模型模拟理论分析方法。还     

共轨柴油机碳烟排放性能恶化分析及对策

某型柴油机燃油系统改装成共轨系统之后,碳烟排放性能恶化。通过对喷雾贯穿距的分析．判断为燃油碰壁致使缸壁处形成富油区,从而恶化了排放性能。本文提出利用增大喷射夹角使燃油喷雾碰壁后反弹以改善燃烧的措施。通过对不同喷射夹角下的缸内喷雾及燃烧过程进行三维CFD模拟,给出了3种不同喷射夹角时缸内部分流场的时空分布。分析了缸内流场对燃烧与排放的影响。仿真结果表明适当增大喷射夹角,缸内压力升高,碳烟生成量减少。     

用高压喷射改善小型直喷式柴油机燃烧的研究

本研究是针对缸径为90～100mm的直喷式柴油机,研究了高压喷射对降低颗粒排放和NO_X排放的作用。本文由以下四部分内容组成:高压喷油装置概况,发动机预备试验,喷雾和燃烧的基础分析以及进一步改善方向的分析。 1 高压喷射装置概述 图1表示所采用的共轨式高压喷射装置,其喷射压力与转速和负荷无关,而可任意设定,所产生的最大压力可达120MPa。喷油