液态LPG发动机燃料喷射过程的研究

液化石油气(LPG)的喷雾特性对发动机的工作性能有重要的影响。本文采用通过CFD软件FIRE数值模拟了液态LPG的喷雾过程。在模拟过程中确认本文提出的喷雾模型的可行性基础上,特别考虑了闪急沸腾现象对于液态LPG喷射过程的影响。结果表明,对于液态LPG喷射,采用KHRT雾化模型得到的喷雾贯穿距离、索特平均直径(SMD)等模拟结果与实验结果有很好的一致性,闪急沸腾现象对于喷雾贯穿距离、索特平均直径以及温度场的分布有重要影响。     

液态LPG在闪急沸腾下的喷雾可视化研究

文章设计了高压LPG喷雾实验装置,使用高速CCD相机和光学纹影法分别拍摄了不同喷油压力下,直喷发动机用相同喷孔径旋流喷嘴和非旋流喷嘴的液态LPG自由喷雾过程.结果表明:随喷射压力的增加,液态LPG喷雾的贯穿距离增大,而喷雾锥角减小;液态LPG在喷出后会产生闪急沸腾现象,导致LPG的喷雾贯穿距离比汽油喷雾的贯穿距离小一些,而喷雾锥角则大于汽油喷雾锥角;相对于非旋流喷嘴来说,旋流喷嘴燃油雾化效果更好,加速了喷雾的蒸发,有利于混合气的形成.     

液态LPG喷射发动机混合气分层构造的数值模拟

提出了电控液态LPG喷射发动机通过采用前端向内弯曲的进气道和向内呈渐缩形布置的隔板,同时配合使用凹面弯曲活塞顶的结构实现分层稀薄燃烧的方法。使用60％（摩尔比）丙烷和40％（摩尔比）正丁烷的混合气作为LPG燃料,在查找、计算、建立LPG混合气自0K至临界温度的13种物性参数的数据库后,利用Fortran语言编写了描述LPG的物化特性的自定义函数,导人到通用CFD软件Fire中,考虑到LPG的闪急沸腾现象,修改了Fire自带的蒸发模型。对发动机部分负荷下的分层混和气形成过程进行了数值模拟,通过缸内速度矢量图和燃料浓度场的分布,分析了缸内滚流和混合气分层构造的形成过程。     

液态LPG自由喷雾过程的计算机数值解析

使用液态丁烷作为LPG燃料,在查找、计算、建立液态丁烷自0K至临界温度的13种物性参数的数据库后,利用Fortran语言编写了描述液态丁烷的物化特性的自定义函数,导入到通用CFD软件Fire中,数值模拟了液态LPG自由喷雾的过程,考察了LPG喷雾的发展过程,并将计算结果与实验结果进行了比较.结果表明不同贯穿距离位置时,液滴分布的计算结果与实验结果是非常吻合的,同时也验证了本文采用的计算方法的可行性.     

液态LPG自由喷雾过程的计算机数值解析

使用液态丁烷作为LPG燃料，在查找、计算、建立液态丁烷自0K至临界温度的13种物性参数的数据库后，利用Fortran语言编写了描述液态丁烷的物化特性的自定义函数，导入到通用CFD软件Fire中，数值模拟了液态LPG自由喷雾的过程，考察了LPG喷雾的发展过程，并将计算结果与实验结果进行了比较。结果表明不同贯穿距离位置时，液滴分布的计算结果与实验结果是非常吻合的，同时也验证了本文采用的计算方法的可行性。     

液态LPG喷射发动机混合气分层构造的数值模拟

提出了电控液态LPG喷射发动机通过采用前端向内弯曲的进气道和向内呈渐缩形布置的隔板,同时配合使用凹面弯曲活塞顶的结构实现分层稀薄燃烧的方法.使用60%(摩尔比)丙烷和40%(摩尔比)正丁烷的混合气作为LPG燃料,在查找、计算、建立LPG混合气自0K至临界温度的13种物性参数的数据库后,利用Fortran 语言编写了描述LPG的物化特性的自定义函数,导入到通用CFD软件Fire中, 考虑到LPG的闪急沸腾现象,修改了Fire自带的蒸发模型.对发动机部分负荷下的分层混和气形成过程进行了数值模拟,通过缸内速度矢量图和燃料浓度场的分布,分析了缸内滚流和混合气分层构造的形成过程.     

进气管内LPG喷雾的可视化试验和数值模拟

采用可视化试验和数值模拟的方法研究了在MPI喷射条件下液态LPG燃料喷射后在单阀进气管内的反射过程。得到了LPG喷雾在进气管内的反射图像序列。在此基础上,利用CFD软件建立了数值模型,得到了LPG喷雾在进气管内的粒子轨迹和压力分布。结果表明：对于采用较短进气歧管结构的改装LPG汽车发动机,喷射后的LPG被反射到进气歧管入口附近,并被处于进气冲程的相邻气缸吸入而引起发动机各缸间混合气分配不均匀是完全可能的,同时由于反射压力波的作用导致进气管内压力的波动,影响进气充气效率。     

车用LPG燃料喷雾过程的研究

利用光学纹影方法和高速CCD摄影建立了LPG燃料喷雾实验装置,并使用计算机图像处理技术得到了单孔LPG液态自由喷雾的瞬态喷雾特性,包括喷雾贯穿距离、喷雾角度、喷雾面积等。结果表明:在t<1 ms的喷雾初始阶段,液态LPG喷雾贯穿距离呈二次曲线增长,喷雾面积呈线性增长,喷雾角度快速增长;在t>1 ms的喷雾充分发展阶段,喷雾贯穿距离呈线性增长,喷雾面积则在经历了短暂的缓慢增长之后又迅速呈直线增长,喷雾角度则逐渐减小。     

车用LPG燃料喷雾过程的研究

利用光学纹影方法和高速CCD摄影建立了LPG燃料喷雾实验装置,并使用计算机图像处理技术得到了单孔LPG液态自由喷雾的瞬态喷雾特性,包括喷雾贯穿距离、喷雾角度、喷雾面积等.结果表明在t<1 ms的喷雾初始阶段,液态LPG喷雾贯穿距离呈二次曲线增长,喷雾面积呈线性增长,喷雾角度快速增长;在t>1 ms的喷雾充分发展阶段,喷雾贯穿距离呈线性增长,喷雾面积则在经历了短暂的缓慢增长之后又迅速呈直线增长,喷雾角度则逐渐减小.     

液态LPG中心喷射发动机混合气形成的研究

当液态LPG以5MPa高压直接喷入气缸时,将发生剧烈地闪急沸腾现象,这对于改善壁面引导式燃烧系统的缸内直喷发动机的燃料附壁现象、降低HC排放具有非常积极的作用。在验证了采用的计算方法可行性的基础上,就提出的中心喷射的壁面引导式燃烧室结构,数值解析了电控LPG缸内直喷发动机在不同负荷工况时混合气的形成过程。结果表明:部分负荷时采用压缩过程中后期喷射,15°BTDC时缸内可形成理想的分层构造;大负荷时采用进气中期130°ATDC喷射,在压缩冲程末期可形成均质功率混合气。