SCR系统尿素喷嘴雾化特性与结晶风险研究

为研究发动机SCR系统尿素喷嘴雾化特性和结晶风险,探究了不同喷嘴雾化性能以及不同雾化性能对尿素结晶影响,结果表明SCR系统尿素喷嘴主要通过改变雾化方式和提高喷射压力来提高喷雾的雾化效果,即通过降低喷雾液滴的索特平均直径(SMD)来提高喷雾的雾化效果,达到降低尿素结晶的目的。在同等喷射压力下,气助式尿素喷嘴产生的喷雾的SMD比非气助式喷嘴产生的喷雾的SMD更小,雾化效果更好,相同工况下结晶量更少;而同样类型的喷嘴,其喷雾SMD随着喷射压力的提高逐渐减小,喷雾SMD越小,雾化效果越好,相同工况下结晶量越少。     

对二甲醚的喷雾特性研究

对柴油及二甲醚(DME)喷雾贯穿距离以及雾化特性进行了计算、分析和比较,研究了喷射背压、喷射压力和喷孔直径的变化对二甲醚喷雾特性的影响.可知:在相同的缸内背压下,随着喷射压力增加,喷雾贯穿距离增大;喷射背压提高,喷雾贯穿距离减小;喷雾贯穿距离随喷孔直径的增大而增大;其雾化迅速,在相同的贯穿距离下,二甲醚的浓度分布要比柴油的小,沿着轴向浓度降低的速率也快.这说明二甲醚的喷雾贯穿距离以及雾化性能均优于柴油.     

不同燃油温度下柴油机喷嘴空穴流动特性试验研究

作为喷射系统的终端,喷油器内部的空穴流动对燃油雾化具有重要影响。采用比例放大透明喷嘴,研究不同燃油温度对喷嘴内空穴流动及其对近场喷雾的影响。引入无单位参数空穴数表征喷油器内燃油空化程度,研究发现燃油温度升高,其空穴初生时的压力减小,同一空穴数下,空穴程度更强烈。同时,试验观察到喷嘴内空穴区域的不对称性,喷孔管壁下壁面的空穴分布远大于上壁面的空穴分布;发生超空穴之后,随着空穴数的增加,试验结果中喷嘴内部的空穴流动变化不太明显,但仿真结果中看出喷孔出口流速减小。相同燃油温度下,随着空穴数增加,体积流量增加,流量系数减小,空穴相对面积增加,近场喷雾锥角增大;相同空穴数下,燃油温度增加使体积流量和流量系数都增加,空穴相对面积逐渐增大,近场雾化效果更好。     

旋芯喷嘴高效雾化特性测量研究

分析了旋芯喷嘴的雾化机理,运用三维相位多普勒粒子测速仪(3D-PDPA)设备测量了旋芯喷嘴喷出的细水雾雾滴速度及索太尔平均液滴直径(SMD)。试验结果表明,压力低于2 Mpa时,喷雾状况符合表面波破碎理论规律。压力高于2 Mpa时,喷雾在短距离内由旋芯强制呈空心锥形,最终变为引射方式下的实心锥形。随着喷雾压力升高,空心锥形形状保持的距离缩短。在空心喷雾阶段,随着喷射距离的增大,细水雾的轴向速度和径向速度在喷雾锥边缘处降幂下降。喷雾锥内部雾滴均系从边缘散溅所得,因此在各截面中心处,轴向速度服从普通射流规律,不存在稳定的径向扩散速度。雾滴SMD在各截面均远小于100 μm。     

低温条件Urea-SCR喷射系统结构对雾化混合特性的影响研究

采用数值模拟方法,对低排温条件下柴油机Urea-SCR系统尿素水溶液(UWS)喷雾雾化和混合过程进行了研究,分析了喷射压力、喷射角度对排气管内液滴蒸发和分布以及NH3浓度均匀性的影响,并利用喷雾激光测试手段,对发动机运行条件下透明石英排气管内液滴分布进行了测量。结果表明:提升喷射压力同时适当减小喷射角度,能够降低喷雾液滴大小,促进液滴蒸发,改善管内液滴分布进而提升氨浓度分布均匀性;20bar喷射压力和30°喷射角度方案由于其较好的喷雾特性和较少的喷雾撞壁现象,使得催化剂前端面NH3浓度分布更为均匀,有利于提升SCR系统转化效率。     

压力对喷嘴雾化特性影响的数值模拟

雾化特性是影响喷雾冷却效果的重要因素之一。基于DPM模型,采用数值模拟方法分析液滴速度、直径和雾化液滴数量通量与压力之间的关系。模拟结果表明:工作压力较高时,液滴在计算域内平均停留时间短,速度越大;同一压力条件下,液滴速度主要集中于一定范围之间。液滴直径SMD、VMD及NMD均随压力增大而减小,且其减小的趋势逐渐变缓。液滴数量通量与流量成正比,且与液滴直径呈三次方关系,有益于液滴在指定位置分布更加均匀,雾化效果更好。研究结果得到了压力对于喷嘴雾化的影响规律,为喷雾压力的设定和喷雾效果的优化提供了理论依据。     

进气温度对PFI汽油机性能影响的对标研究

通过发动机对标试验,对一台进气道喷射(PFI)的汽油机进行了外特性试验,研究进气温度对其动力性、经济性和排放的影响。试验结果表明:增加进气温度会降低PFI汽油机的动力性,当进气温度由25℃增加到60℃时,在发动机转速高于4000 r/min区域,外特性平均有效压力的降幅达到了10%。适当提高进气温度会提高PFI汽油机的经济性并优化其排放性能,但进气温度过高后会导致PFI发动机的动力性能和排放性能恶化。     

内燃机制造业关键技术分析汽油喷射技术

一、技术概要将汽油喷入进气管或者直接喷入气缸内与进气混合燃烧、从而大幅度提高化油器汽油机的性能。二、选择依据汽油喷射能实现发动机空燃比的精确控制,根据缸内实际工作情况调整空燃比,使燃料充分燃烧,明显改善经济性。提高燃油雾化质量,由于采用定压喷射,使雾化质量不受发动机转速变化和化油器真空度的影响,提高了发动机运转的稳定性和怠速性能。减少进气损失。提高变工况适应性,明显降低加速时的油耗和噪声。明显改善排放指标。三、国内外发展趋势80年代后期以来,随着人们环保、节能意识的增强,汽油机的燃油喷射技术迅猛发…     

高速汽油机进气道喷射参数对混合气形成的影响

采用实验与计算流体动力学(CFD)数值计算相结合的方法,对一台高速四冲程进气道喷射（PFI）汽油机在全速全负荷工况下,不同喷油参数对混合气形成的影响进行了研究。研究结果表明：在高转速情况下,较多喷孔、较小喷孔直径能显著减少附壁油膜的生成,增大缸内燃空当量比;燃油喷射角对缸内当量比影响较大,喷射角较大时的当量比显著小于喷射角较小时的当量比,但是随着喷射角的减小,当量比也逐渐减小;半开阀喷射模式下附壁油膜量较少,缸内当量比大于闭阀喷射模式下缸内当量比;二次喷射相比于单次喷射,缸内当量比无明显差异。     

粘结剂喷嘴的设计与数值模拟

针对喷嘴在喷胶过程中产生堵塞问题,设计一个二流体新型喷嘴,根据相关资料确定喷嘴的结构和主要尺寸.采用Fluent软件模拟不同压力下的喷嘴的内流场雾化及喷射流场.仿真结果表明:内流场雾化过程中,在不同空气压力下SMD变化趋势均为下降.喷射流场雾化过程中,在不同空气压力下SMD变化趋势均为先增加后不变,再减小后不变,雾化粒径小且一致,散布均匀,有利于胶液充分雾化,为工程优化设计提供了基础.     

粘结剂喷嘴的设计与数值模拟

针对喷嘴在喷胶过程中产生堵塞问题,设计一个二流体新型喷嘴,根据相关资料确定喷嘴的结构和主要尺寸.采用Fluent软件模拟不同压力下的喷嘴的内流场雾化及喷射流场.仿真结果表明:内流场雾化过程中,在不同空气压力下SMD变化趋势均为下降.喷射流场雾化过程中,在不同空气压力下SMD变化趋势均为先增加后不变,再减小后不变,雾化粒径小且一致,散布均匀,有利于胶液充分雾化,为工程优化设计提供了基础.     

柴油机喷嘴结构对喷雾特性影响的耦合模拟研究

高压共轨系统能有效地改善柴油机的喷雾质量,但随着燃油喷射压力的增加,燃油雾化过程变得更加复杂。而喷嘴内部湍流和空穴现象对喷雾雾化有重要的影响,特别是空穴现象。利用同步辐射X射线同轴相衬成像技术准确获得喷嘴几何结构尺寸,建立精确的喷嘴内部流动模型,建立起耦合喷嘴内空穴流动的耦合喷雾模型,分析喷嘴内空穴流动对燃油喷射雾化的影响。利用在高压共轨喷雾试验台架上的高压喷雾试验,验证该喷雾模型的准确性。利用该验证后的喷雾模型直接得到喷嘴结构参数,包括喷孔长径比、喷孔入口圆角半径及喷嘴压力室结构对喷雾特性的影响,得出喷孔入口圆角半径和压力室结构对喷雾的索特平均直径有较大的影响。研究结果为柴油机燃油喷射系统的优化提供了理论依据。     

气旋耦合喷嘴喷雾特性研究

对一种气旋耦合喷嘴喷雾特性进行了试验研究,分析总结了气液比及液相压力对其喷雾特性的影响规律。试验中使用水为工质,利用工业相机对其液雾进行拍摄并利用MATLAB进行图像处理,获得喷雾锥角,利用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对雾化粒径进行测量。研究表明,在液相压力一定时,随着气液比增加,平行于预膜片方向喷雾锥角几乎不受影响,垂直于预膜片方向喷雾锥角先增大后略有减小;增加液相压力,平行于预膜片方向喷雾锥角增大,垂直于预膜片方向喷雾锥角最大值和其对应的气液比减小;气旋耦合喷嘴雾化粒径沿径向分布规律为中间雾化粒径较小向两侧逐渐增大;雾化粒径在液相压力较低时受气液比影响大,随着液相压力增加受气液比影响减小。     

压力旋流喷嘴喷雾冷却热传递特性数值模拟

雾化形成液膜的传热系数与厚度是决定喷雾冷却效果的重要因素。采用数值模拟方法,基于加热壁面上的液膜厚度、传热系数与温度分布三个角度,分析喷雾的压力、高度与倾斜角度对喷雾冷却传热特性的影响。结果表明:喷雾压力是影响换热效果重要的因素。相比于低压力工况,高压力工况时壁面上形成的液膜厚度小,壁面平均温度低,换热能力较强。压力工况越大,壁面温度下降程度越高。主要因为喷射压力提高后,液膜的运动速度加快,导致与空气之间的扰动作用加强,促进了液膜破碎和液滴的形成。改变高度使喷射到壁面的液滴密度程度不同,导致温度分布不均匀。研究还发现喷雾高度对换热影响存在一个最优值,H=6 mm时,换热效果最好。同样,改变倾斜角度导致壁面分为喷雾密集区跟稀疏区,换热效果区别大。喷雾倾角θ=30°时壁面换热效果最好且温度分布相对均匀。通过分析得到的变化规律为喷雾参数的设定和喷雾效果的优化提供了理论依据。     

柴油/生物柴油混合燃料喷雾特性试验研究

为了揭示柴油/生物柴油混合燃料的喷雾特性,本试验重点研究了生物柴油在不同掺混比下的喷射与雾化性能。试验利用马尔文激光粒径检测仪分别测试了在燃油喷束200mm、300mm、400mm和500mm处的燃油喷雾索特直径(SMD)和粒径累积体积分布情况,同时还利用喷纸试验法对B0、B10、B20、B50和B100燃油喷束的喷雾锥角进行了测试。试验结果表明,随着生物柴油掺混比的增大,混合燃料的喷雾锥角逐渐减小,但燃油喷雾索特直径呈逐步增大的趋势。另外试验还发现,喷射燃油粒径累积体积分布随掺混比的增大向较大粒径方向移动,这表明燃油喷雾中大粒径液滴数量增多,燃油喷雾质量变差。     

某增压汽油机进气过程流体流动特性研究

本文采用瞬态可压缩黏性流体微分方程和标准双方程紊流模型对某增压汽油机进气过程的流体流动特性进行数值模拟,计算结果表明:缸内瞬时温度和压力的变化,主要受到气缸内壁和新鲜充量传热以及活塞运动的影响,而进气道内瞬时温度的变化与进气道内气流运动的湍流强度密切相关,因此,要提高该汽油机的充量系数,最合理的办法是抑制进气道内的湍流强度。     

468汽油机进气道流场模拟研究

本文以468汽油机进气道为主要研究对象.根据进气道中气流特性,运用GAMBIT应用软件对进气道等进行网格划分,并应用Fluent流场分析软件分别对气门升程在2mm、4mm、6mm、8mm工作状态下进气道速度场和压力场进行模拟研究,研究该汽油机进气道进气过程中气体流动状况,对进气道进行稳态的流场仿真分析,获得气道内部速度场和压力场的详细分布.并对结果进行定性分析,为气道的设计和改进提供理论依据.     

进水温度对水润滑轴承润滑特性的影响

为研究进水温度变化对水润滑轴承润滑特性的影响,采用有限差分法建立水润滑轴承弹流润滑模型,分析不同进水温度和载荷条件下水润滑轴承润滑特性的差异,并且通过试验验证摩擦因数的变化规律。研究发现：随着进水温度升高,轴承的水膜压力下降,但在水膜压力峰区域最大水膜压力升高、最小水膜厚度减小、偏心率增大,表明进水温度升高对润滑性能有着负面影响;在相同的载荷和转速下,轴承摩擦因数随着进水温度升高而下降,且高载荷下进水温度对摩擦因数的影响更大。通过试验发现进水温度越高对摩擦因数变化的影响越大,不同进水温度下载荷越低,载荷的变化对摩擦因数变化量的影响越大。     

乙醇圆柱射流雾化破碎过程的PIV试验研究

在喷雾容弹上利用PIV激光测试系统,研究了容弹背压、容弹温度和喷射脉宽对乙醇圆柱射流破碎雾化的影响。试验结果表明：容弹背压升高,乙醇圆柱射流贯穿距离减小,射流锥角变大;温度由20℃变为60℃时,乙醇运动黏度变小,射流贯穿距离增大,射流锥角略有增加;喷射脉宽的改变对乙醇圆柱射流贯穿距离和射流锥角影响很小,然而大脉宽的乙醇射流雾化困难。     

改善生物柴油雾化质量的试验研究

采用马尔文激光粒度分析仪,在相同喷射压力和喷孔直径下分别对柴油和生物柴油进行了对比试验研究,并且在不同喷射压力和喷孔直径下对生物柴油雾化质量的改善方法进行了试验分析。结果表明:生物柴油的雾化质量比柴油差,在提高喷射压力和减小喷孔直径的条件下可以改善生物柴油的雾化质量,使之接近柴油,并且提高喷射压力比减小喷孔直径效果更为明显。