直喷式柴油机近斜壁撞击雾化燃烧系统研究

本文介绍了一种新型直喷式柴油机近斜壁撞击雾化燃烧系统。在一个定容压力室内，采用先进的PIV粒子图像测速技术（Particle Image Velocity）研究了近斜壁撞击雾化的宏观雾化特征，在一台单缸的柴油机上进行了多种方案试验研究。试验表明，该燃烧系统在中低负荷时获得较好性能，通过进一步的改进可获得更佳性能。     

用于柴油机喷雾场测试的PIV系统

引言本文设计开发了一套可用于柴油机瞬态喷雾场测试的ＰＩＶ（ｐａｒｔｉｃｌｅｉｍａｇｅｖｅｌｏｃｉｍｅｔｒｙ）系统,该系统利用喷雾液滴对入射激光产生Ｍｉｅ氏散射的原理,并以此作为示踪粒子,利用照相机对喷雾场进行瞬时拍照。ＰＩＶ照片经图像处理可得到喷雾液...     

循环流化床内颗粒运动的PIV测试

作为一种瞬时全场测速技术,PIV测试技术被尝试用于测量循环流化床(CFB)内颗粒运动,以进一步了解循环流化床内复杂的气固两相流动特性。初步实验已在一个截面为200mm×200mm高为4m的冷态循环流化床实验台上完成,并运用二值化互相关图像处理算法,获得了床内截面上的颗粒流动矢量图。初步测试结果较好地反映了循环流化床内颗粒流动的一些特性,表明PIV技术在循环流化床气固两相流体特性研究中具有较好的应用前景。     

丙烷/空气扩散火焰流场的PIV试验研究

为了研究燃烧火焰结构及其内部流动特征,利用粒子成像速度仪(PIV)对丙烷/空气扩散燃烧的流场进行了测量。并进行了冷、热态流场的对比,结果分析表明:热态回流区的速度明显的增大,回流区中心位置稍偏下,速度梯度大,更紊乱,并且沿轴向速度衰减慢。     

高压共轨燃油喷雾PIV测试研究

对所获得的高压共轨燃油喷雾PIV测试图像进行了处理及分析,获得了喷雾表面波动结构、表面分裂雾化、分裂长度、喷雾局部涡旋等定性分析结果,使用PIV测试系统分析软件INSIGHT进一步处理喷雾图像, 获得了喷雾场液滴速度等信息。     

柴油机电控燃油喷射技术及试验研究

系统地描述了位置式电控燃油分配泵电控单元的硬软件设计,发动机工作数据（ＭＡＰ）的建立和优化,以及该电控泵与江西五十铃４ＪＢ１发动机的配试过程,初步试验结果表明,该电控分配泵能全面连续地管理和控制发动机的各个工况运行,在多方面具有明显优势,体现了电控的优越性,达到了预期设计目标。     

用PIV方法研究四气门汽油机缸内滚流运动

选取一台Cagiva350单缸四气门汽油机作为试验样机,重新设计了具有透明活塞顶和透明缸套的加长部分,并使之与丰田8A汽油机的基本参数接近,以二氧化钛为示踪粒子,采用激光粒子图像速度法(PIV)研究了该样机在进气和压缩冲程缸内滚流流场的变化情况.研究结果表明,滚流在进气过程中开始形成,逐渐演变成与缸径同大的大尺度旋涡,并在实验所能实测的曲轴转角范围内一直保持,在60°CABTDC时旋涡发生严重畸变,但仍未破碎为小尺度的湍流.     

燃油的喷射雾化燃烧对柴油机缸内空气流动影响的研究

将柴油机缸内气体与全体燃烧室部件(气缸盖-气缸套-活塞组)作为一个耦合体,在对耦合体进行传热数值模拟的基础上得到缸内流动计算的壁面边界条件。利用大型通用CFD软件STAR-CD及ES-ICE,在进气压缩过程流动三维瞬态数值模拟基础上,对6110柴油机喷雾燃烧过程缸内三维非稳态流动进行数值模拟研究,着重分析燃油喷射、雾化、燃烧对缸内流动的影响。研究结果表明喷雾燃烧过程中燃油的喷射流动直接影响到缸内流场的总流型,在一定空间内完全打破缸内大的旋流流场。     

直喷式柴油机燃油喷射终止后雾场滴径分布的测量研究

采用Ｍａｌｖｅｒｎ粒子分析仪在较大的喷射压力范围内对喷射终止后油束内部的燃油滴径分布规律进行了测量研究。研究发现,在喷油结束后油束尾部存在着由滴径很大的油滴群所组成的浓燃油区,其索特平均直径均大于喷油持续期内喷出的燃油。这部分燃油混合的相当缓慢,在本试验范围内,其完全消失的时间均在２ｍｓ以上,可以认为停喷以后油束尾部燃油的混合方式主要受油滴的蒸发和扩散所控制,而油束前端混合主要受卷吸所控制。     

扩散燃烧流场测量的PIV应用研究

为了研究燃烧火焰结构及其内部流动状况,考察其在燃烧喷嘴前回流区冷态试验模拟中和实际燃烧状况下的差别,利用二维粒子成像速度仪(PIV)对带钝体燃烧器中的丙烷／空气扩散燃烧的流场进行了测量,实现了火焰内部流动的可视化．通过对热态流场与相应冷态流场的对比分析表明,在复杂燃烧中冷态流场模拟与实际燃烧过程中的流动存在较大差别,实际燃烧中的流动状况变得紊乱,回流区在长度和宽度上都明显增大．     

柴油雾化特性的定量研究

采用激光衍射技术对不同启喷压力和孔径喷嘴的燃油雾化情况进行了定量研究,并对相关粒径分布进行了分析,给出了两者对燃油雾化各项指标的影响程度.结果表明,燃油雾化后,油滴的尺寸数目和体积分布曲线都呈双峰趋.启喷压力的提高和喷孔直径的减小都能促使雾化质量变好,索特平均直径D32降低,但降低的幅度并不相同.     

新型乳化柴油喷雾特性的试验研究

通过定容弹模拟乳化柴油喷雾形成的全过程,采用高速摄影记录了不同喷油压力、喷油背压以及喷油脉宽下乳化柴油喷雾的形成过程,从喷雾锥角、贯穿距以及锋面速度3个方面对乳化柴油的喷雾特性进行了试验研究,结果表明:乳化柴油的喷雾特性与柴油基本一致,喷油压力对乳化柴油喷雾锥角和贯穿距的影响较大,喷雾背压和喷油脉宽对乳化柴油喷雾贯穿距...     

启喷压力对柴油雾化质量的影响

使用马尔文激光粒度仪研究了喷嘴的启喷压力对柴油雾化质量的影响。结果表明,随启喷压力的增大,喷雾液滴的索特平均直径D32和德布鲁克平均直径D43均减小,累积体积分布曲线向左偏移,到达某一累积体积的液滴直径减小,液滴的相对尺寸范围和发散边界均呈减小的趋势。这说明随启喷压力的增大,大颗粒液滴有所减少,小颗粒的液滴增多,雾化质量有明显地改善。     

液化石油气发动机燃油喷射过程的数值模拟及其试验研究

针对采用普通泵-管-嘴燃油系统的液化石油气(LPG)直喷式发动机,建立了考虑高压油泵柱塞偶件燃油泄漏量影响的燃油系统数学模型,并对燃油喷射过程进行了模拟计算及其计算结果的试验验证,揭示了LPG发动机燃油喷射过程的基本规律与工作特征。研究表明:由于LPG具有较高的饱和蒸汽压和可压缩性,致使其压力上升和下降都比较缓慢,供油持续期加长,油管内燃油残余压力较高,压力波动较大,容易发生二次喷射;通过增大出油阀卸载容积的办法,可以消除LPG的二次喷射等异常喷射现象。     

直喷式二冲程柴油机超细颗粒物排放特性的试验研究

研究了直喷式二冲程柴油机的超细颗粒物排放特性,考察了负荷、转速、喷油嘴孔径以及燃料对排气中超细颗粒物数量浓度以及质量浓度的影响。研究结果表明:在不同的工况下,超细颗粒物的数量浓度和质量浓度没有明显的相关性;随着负荷的增大,排气中超细颗粒物的质量浓度增大,而数量浓度不一定增大;在低负荷时,排气中颗粒物数量浓度在450r/min时明显高于750 r/min,高负荷时则相反;在选择喷油嘴时,喷孔小的超细颗粒物排放水平不一定好;柴油中加入一定量的DMC,则排气中颗粒物数量浓度在低负荷时明显高于柴油,高负荷时低于柴油;而质量浓度明显低于柴油。     

直喷式柴油机燃油喷雾碰壁与空气卷吸模型的研究

本文提出了一个适合在准维模型中使用的直喷式柴油机喷雾碰壁与空气卷吸的数学模型。采用紊流射流理论推出了新的壁面射流计算公式,并在正确描述喷注贯穿的基础上建立了有涡流作用的空气卷吸模型。该研究结果用于准维模型的理论计算与实测结果吻合很好,证明了模型的实用性。     

小型直喷式柴油机喷雾特性的试验研究

为了掌握喷雾的结构物特性,利用高速摄像装置和高压容器拍摄了喷雾的逆光图像,并研究了喷雾周围介质压力对喷雾贯穿距离、喷雾锥角以及蒸发等喷雾特性的影响。在液滴数密度较大的条件下,燃料液滴的蒸发速率传热过程和雾化质量的影响;喷射妆期喷雾的贯穿距离和贯穿速度几乎不受介质物影响;喷雾的贯穿跨离受喷油压力的影响不大,但随着喷油压力的提高,喷雾锥角增大,喷雾质量得到改善。     

柴油机高压喷雾碰壁前后粒子速度的LDA试验研究

利用3光束二维氩离子激光多普勒测速仪对柴油机高压喷雾碰壁前和碰壁后的粒子速度进行了试验研究。结果表明：喷雾中液体粒子速度分布范围很宽,在距离喷嘴70mm处,粒子速度仍可达100m/s左右,且沿径向分布平坦,与气体射流速度的分布不同。在喷雾可见边界之外测量到有高速粒子存在。喷雾碰壁后,反弹粒子速度的统计值大大衰减,且主要为沿壁面爬行。滴群的运动形态类似于碰壁后的气体射流而不同于碰壁反弹的固体颗粒。     

中小缸径直喷式柴油机喷雾特性的研究

本文利用激光阴影法和气体模拟方法研究了中小缸径直喷式柴油机受限喷雾特性。实验发现燃烧室壁面对油束发展的干涉对柴油机燃空混合过程具有重要影响。当油束与壁面撞击时，，出现一个强化紊流混合的过渡过程。此时喷雾锥角增大，空气卷吸率提高。当油束沿壁面发展时，存在很大的近壁浓度梯度，但由于近壁区域低紊流强度和低浓度脉动，油束在垂直于壁面方向上扩散率比空间油束径向扩散率低得多，使浓混合气集中于壁面，形成相对稳定     

燃油喷射系统参数对二甲醚闪急沸腾喷雾的影响

在环境温度293 K、环境压力0.1 MPa条件下,采用数字粒子图像速度场仪(DPIV)研究了喷嘴开启压力、喷孔直径对二甲醚(DME)闪急沸腾喷雾和柴油喷雾的影响。研究结果表明:与柴油喷雾相比,DME闪急沸腾喷雾具有较大的喷雾锥角、喷雾面积和较小的喷雾贯穿距;这3个参数均随喷嘴开启压力的提高而增大;当喷孔直径增大时,喷雾锥角和喷雾面积随之增加,而喷雾贯穿距可能增大也可能减小。