柴油机燃烧室内喷雾的高速摄影装置及着壁前喷雾贯穿度的探讨

本文介绍了一种研究柴油机燃烧室内喷雾特性的高速摄影装置,并用该装置对柴油机燃烧室内燃料喷雾进行了研究;文中还探讨了某些参数对喷雾贯穿度的影响。     

计算网格对柴油机喷雾数值模拟的影响

利用通用商业CFD软件STAR-CD对柴油机喷雾特性进行数值模拟,分析了计算网格对柴油机喷雾数值模拟结果的影响。研究表明,计算网格的划分直接影响到气流运动状态和油束的几何形态。随着网格加密,喷雾射流速度不断增大,喷雾油束几何形态变得细长,喷雾贯穿距增大。将Hiroyasu经验公式算出的喷雾贯穿距与CFD数值模拟值进行对比,说明采用网格D模拟计算的值吻合较好,该网格适合于喷雾计算。     

高速柴油机喷雾的单次瞬时闪光摄影

本文提出用数理统计规律研究瞬时喷雾贯穿度及喷雾贯穿特性的方法和概念,着重介绍单次瞬时闪光摄影的方法和装置。它可在实验手段不足的条件下,采用普通照象机和普通胶片就能进行高速运动过程的研究。文中分析了应用本装置进行柴油机喷雾特性试验的若干结果。     

轴针式喷嘴喷雾特性与柴油机性能改进

文中首先考察ZS4S1型喷嘴的哪些结构参数能对改进R175A型柴油机性能产生较大影响;然后研究了这些结构参数对燃油喷雾过程的影响及喷雾特性与柴油机性能间的关系;最后对改进轴针式喷嘴提出建议。     

针阀运动和油压波动对燃油喷雾特性的影响

针对一多孔喷油器数值模拟研究了喷嘴内针阀运动和油压波动对燃油在孔内流动过程及孔外雾化过程的影响。研究结果表明,引入油压和针阀升程的变化后,喷雾形貌及贯穿距离和锥角等喷雾特征参数均与实验结果更为吻合;而将油压和针阀升程视作恒定时其喷雾贯穿距离在喷射前期明显偏大,喷雾锥角相对较小。故在柴油机模拟计算过程中要充分考虑喷嘴内油压波动和针阀运动等因素对燃油的孔内流动、雾化、混合、燃烧及有害物生成的影响。     

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。     

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.     

乙醇/汽油喷雾特性试验研究

采用高速摄像技术在定容弹内对直喷汽油机多孔喷油器的喷油特性进行了研究,通过改变环境压力、喷油压力、喷油脉宽分析了这些因素对喷雾发展的影响.此外,重点研究了环境压力和喷油压力对喷雾贯穿距的影响.研究结果表明,随着环境压力增大,喷雾贯穿距减小;随着喷油压力增大,喷雾贯穿距增大;随着喷雾发展,环境气体围绕喷雾向相反方向运动,并且形成漩涡.     

二甲基醚喷雾特性试验

利用纹影光学系统和高速数码摄影机对定容燃烧弹内的新型代用燃料二甲基醚的喷雾和蒸发过程进行了系统的研究,并与柴油的喷雾和蒸发特性进行了比较。结果表明,二甲基醚的喷雾射程和锥角随环境参数变化的规律与柴油相似,但在相同条件下,二甲基醚的喷雾射程比柴油小,喷雾锥角比柴油大;二甲基醚的蒸发速度比柴油快。在喷雾的发展过程中,二甲基醚燃料在喷雾影像区域内的分布比柴油均匀。     

Simulation of quasi-dimensional model for diesel engine working process

In order to satisfy the demand of validity and real time operating performance of diesel engine model used in hardware-in-the-loop simulation system, a simplified quasi-dimensional model for diesel engine working process was proposed, which was based on the phase-divided spray mixing model. The software MATLAB/Simulink was utilized to simulate diesel engine performance parameters. The comparisons between calculated results and experimental data show that the relative error of power and brake specific fuel consumption is less than 2.8%, and the relative error of nitric oxide and soot emissions is less than 9.1%. At the same time, the average computational time for simulation of one working process with the new model is 36 s, which presents good real time operating performance of the model. The simulation results also indicate that the nozzle flow coefficient has great influence on the prediction precision of performance parameters in diesel engine simulation model.     

纳米异质粒子对燃油射流喷雾特性的影响

选用平均粒径为20 nm的CeO₂纳米粒子,以油酸为表面活性剂,采用两步法配制质量浓度分别为50与100 mg/L的纳米燃油,分别称为Ce50和Ce100燃油;测量柴油和纳米燃油的密度、黏度和表面张力等基础物性参数;在高压共轨喷雾试验台上拍摄燃油射流喷雾发展过程的影像,应用Matlab软件处理影像,得到喷雾贯穿距和喷雾锥角等特性参数. 结果表明：与柴油相比,Ce50和Ce100纳米燃油的黏度分别增加了2.1%与4.7%,密度和表面张力的增加量较小. 在相同喷射压力下的不同喷雾发展时刻,纳米燃油的油束贯穿距大于柴油,喷雾锥角略小于柴油. 在背压为2 MPa、喷射压力分别为80、120和160 MPa时,与柴油相比,Ce50纳米燃油的喷雾贯穿距分别增加了1.4、1.9和2.4 mm,Ce100纳米燃油的贯穿距分别增加了2.9、2.9和3.7 mm. 随着喷射压力的提高,纳米燃油与柴油在喷雾贯穿距和喷雾锥角上的差异增大. 当燃油喷射背压增加时,油束的贯穿距缩短而喷雾锥角增大,不同质量浓度纳米燃油和柴油的贯穿距和喷雾锥角的差异有所减小.     

缩口燃烧室中气流特性与燃油喷雾匹配对柴油机燃烧及排放的影响

利用三维数值仿真软件FIRE,对缩口直喷燃烧室内气流特性与燃油喷雾以不同喷射时刻匹配时对缸内速度场、浓度场和温度场分布特性的影响进行了仿真分析.研究了燃油喷雾与不同燃烧室空间气流特性匹配时的混合气形成特点和燃烧过程,并对混合气形成特点对发动机性能的影响进行了试验研究.结果表明,缩口燃烧室内气流特性与燃油喷雾以不同喷油正...     

柴油机燃烧过程模拟分析

为了解柴油机燃烧的微观情况,利用商用计算软件STAR-CD对增压中冷柴油机进行了燃烧模拟分析。在试验台架上调整供油提前角,针对烟度及NOx排放性能进行了试验,为模拟计算获取了温度、压力等初始条件。对试验工况进行了燃烧模拟,结果表明,喷油过程会形成喷注头部,在喷油后期喷注尾部又从喷注整体上脱落;未来得及燃烧的燃油撞壁后,其小部分向上运动逐渐进入余隙狭缝之中,大部分向下沿ω形壁面形成滚流运动;着火首先发生在油束外缘区域,并且随着燃烧的进行,高温区一直出现在燃油蒸汽的外层。     

LPG发动机缸内直喷、雾化过程仿真分析

燃料的喷射、雾化是发动机燃烧的重要过程,它们最终要影响到发动机经济性能和排放性能.对于汽油机和柴油机,目前国内外已经进行了大量研究,而针对LPG直喷发动机的研究还不多.为此,依据LPG沸点低的特点,在FIRE8.42软件平台下采用瞬时蒸发模型对LPG缸内直接喷射发动机喷射、雾化过程进行仿真,得到LPG缸内直接喷射的油滴尺寸、温度以及油滴的贯穿距等参数的特性.