喷孔直径对重型柴油机燃烧和排放的影响

为改善重型柴油机大负荷工况下的燃油经济性,通过一台高强化重型柴油单缸机研究了喷油器不同喷孔直径对燃烧和排放的影响,结果表明：随喷孔直径增大(从0.169 mm增大至0.218 mm),最高爆发压力和瞬时放热率峰值均有升高,燃烧持续期缩短,指示热效率提高．喷油器喷孔直径为0.203 mm时的NOx排放最高,而碳烟排放则随着喷孔直径增大而上升．对于大孔径(0.218 mm)喷油器,改善喷雾的雾化性能是提升燃烧速率的关键,通过与高增压和高轨压的协同作用,可进一步提高放热速率和燃烧等容度．模拟结果中,增大喷孔直径会增加单位时间内的气相燃油生成量,且在活塞凹坑底部易产生较大尺度的涡团,利于物质输运,促进混合．     

共轨柴油机不同喷孔形式对燃油喷雾及燃烧特性的影响

采用CFD软件,基于欧拉法和拉格朗日离散法分别模拟喷油器内部流动及喷射特性,并将喷射计算结果导入燃烧模型实现联合仿真。仿真计算不同喷孔形式的喷射特性,得到了其内部速度、压力、气相体积分数(空穴)及喷雾场。仿真结果表明:在相同轨压下,小孔径喷孔油滴速度较大、贯穿距长、喷雾锥角小;燃烧湍流动能大,且较多soot打在气缸盖上,影响柴油机的可靠性。     

偏置燃烧室柴油机缸内喷雾性能研究

本文借助三维流体分析软件STAR—CD模拟研究了偏置燃烧室柴油机机中不同喷孔特性（喷孔与燃烧室壁面距离、喷雾锥角等）对缸内流场和喷雾性能的影响。结果表明：燃烧室偏置对各个喷孔的喷雾性能影响显著,具有明显的非对称性;为了使燃油到达燃烧室底部,应适当减小喷孔与燃烧室壁面距离;同时可以适当减小喷雾锥角,提高燃烧室凹坑内的空气利用率。     

柴油机非蒸发喷雾相似性研究

基于3种单值条件燃烧相似性规则,阐明了柴油机喷雾混合气形成过程相似性的理论依据。采用Bosch长管法和高速阴影法,试验研究了两款不同喷孔直径喷油器的喷油速率与非蒸发喷雾混合气形成过程的相似性。试验结果显示,基于3种单值条件相似规则的正规化喷油速率和喷雾贯穿距都可以相似,维持喷射压力相同的压力规则的喷雾锥角相似程度最高。当采用减小喷射压力的单值条件相似规则时,会导致小喷孔喷雾锥角和过量空气系数减小。     

燃油系统参数对柴油机燃烧及排放影响的研究

采用CFD数值模拟方法研究了柴油机燃油喷射系统参数--喷孔直径、喷雾夹角等对柴油机燃烧过程及排放的影响.研究结果表明,喷孔直径对缸内速度场影响较大,较小的喷孔直径可以促进缸内充量的混合.喷孔直径越小,缸内高温区域出现越早,而且高温区域范围越大.随着喷孔直径的减少,碳烟排放降低,Nox排放升高.改变喷雾油束夹角对缸内压力和温度影响不大,但是影响到喷雾油束的落点位置.落点位置过高,则油束喷入气缸余隙较多,燃烧质量较差,生成较多碳烟;落点位置过低,则油束喷到燃烧室凹坑底部,导致油滴沉积在温度较低的燃烧室底面上,碳烟排放恶化.     

柴油机喷雾蒸发过程的模拟计算与分析

本文以单滴蒸发为基础建立了一个燃料单元的蒸发计算模型，对各种温度条件下燃油喷雾蒸发过程进行了模拟计算。计算结果表明，在高温条件下，喷雾中油滴尺寸分布与油滴蒸发过程密切相关。计算结果与作者运用Ｍａｌｖｅｒｎ粒度分析仪结合截断修正法得到的实验结果进行了比较，取得了良好的一致性，从而验证了计算模型的有效性。并且，运用模拟计算结果对一些高温条件下的喷雾实验现象提出了合理的解释。     

柴油机缸内环境下碰壁喷雾的蒸发特性研究

在高温高压定容弹内基于紫外/可见光两波长激光吸收与散射法测得的柴油模拟燃料碰壁喷雾的气液两相浓度分布、贯穿距、平均粒径等数据,并由此研究碰壁喷雾蒸发模型的准确性,提出了碰壁喷雾的标定方法,最后用标定好的模型对不同喷油量条件下的喷雾进行预测并用实测数据进行验证。由此揭示了主要标定参数对蒸发特性的影响规律,如回弹韦伯数越大蒸发量及蒸发速率下降越明显等,并提出了蒸发碰壁模型的主要标定参数的确定方法。     

柴油机喷雾特性的测试方法

本文综合国内外最新的文献资料,概述了用于柴油机喷雾特性研究的传统和现代测试方法;重点介绍了阴影法(shadowgraphy method)、纹影法(schlieren method)、激光全息法(laser holography method)、激光散射法(laserscattering method)和激光诱导荧光法(LIF)的基本原理及其特点,并讨论了其应用前景。     

喷雾特性对改善柴油机性能的试验研究

本文概括地介绍了为改善CR2柴油机的性能,应用激光全息技术对柴油机的喷雾特性(雾场中不同直径范围油滴的频谱分布、空间分布、时间分布、喷注的贯穿度及锥角)进行了初步试验研究。试验采用了不同喷孔长径比与不同压力室参数的长型多孔式喷油嘴,经与柴油机匹配,获得了比较满意的整机性能指标;为合理选择与进气系统、燃烧室的几何形状达到良好匹配的喷油嘴结构参数及喷孔布置提供了依据。     

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。     

定容弹中船机相似工况下燃油雾化特性的数值研究

确定了柴油喷雾参数,确保该参数下模拟贯穿距与试验数据吻合较好;然后基于验证的喷雾模型,研究了不同喷油角度时涡流对喷雾形态、贯穿距、燃油蒸发质量和液滴平均粒径(SMD)的影响,以及不同燃油温度和环境温度在涡流作用下对柴油喷雾贯穿距、蒸发质量和液滴平均粒径(SMD)的影响;最终得出优化喷雾特性的策略。结果表明:涡流方向与喷雾方向相反或垂直时,涡流作用可以抑制喷雾轴向贯穿距发展;涡流与喷雾相切时,涡流可以促进喷雾轴向贯穿。涡流能够增强液滴与环境气体的相互作用,增加燃油蒸发质量,降低液滴平均直径。在涡流作用下不同燃油温度和环境温度对燃油贯穿距影响不大,提高两者可以使蒸发质量增加,两者对液滴平均直径的作用不同:燃油温度提高,喷油过程中SMD的峰值增加,最终SMD变化不大;环境温度提高,SMD的峰值和最终值都下降。当400K燃油以涡流切向喷射到温度为900K的环境气体中时,能够实现最优的雾化特性。     

针阀偏心程度对双孔喷嘴喷孔内流动及柴油喷雾的影响

为了研究柴油机多孔喷嘴喷雾的不对称性对柴油机热负荷、工作性能及使用寿命的影响,通过三维CFD数值模拟,研究针阀偏心运动时双孔喷嘴孔内流动及喷雾的分布情况。结果显示：针阀偏心程度?X分别为0、0.02、0.04及0.06 mm时,偏离侧孔内燃油流量大、流速高,但沿程阻力的增大会造成出口处平均速度更小;偏心程度越大,两侧差异越明显。在固定的偏心程度下,孔内流动的不对称性仅与喷油压力有关,随着喷油压力及环境压力的增加,两侧喷雾体积分数及速度分布的不对称程度会加深。环境温度对喷雾不对称性有影响,但无确定规律。在针阀最大偏心程度为0.06 mm的条件下,随着喷油压力的增加,两孔的质量流量及燃油喷射总质量均增大,同时会加剧这两个参数的不对称性表现。     

船用大功率柴油机电控喷油器仿真与优化设计研究

高压共轨电控喷油系统是提高柴油机整体性能、降低排放、污染的有效手段之一。本文对该系统核心部件一电控喷油器的结构进行仿真,采用数值模拟的方法对该喷油器进行研究,探讨了该喷油器主要结构参数对喷射过程的影响。通过研究对高压共轨电控喷油器结构参数的确定和优化具有一定的参考价值。     

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...     

柴油机热态喷雾二维两相流模型研究

摘要本文提出了一个柴油机热态喷雾二维两相流理论模型.模型强调了液滴的湍流扩散、高压蒸发特征以及与气相场的强烈耦合作用.给出了根据该理论模型所编制的TDSP软件的部分计算结果,并就这些结果进行了分析讨论.     

基于纹影法的高压柴油喷雾反射激波特性

使用某型柴油机燃烧室的截面拉伸模型,在其内部进行常温下的高压柴油喷射,通过纹影法研究诱导激波撞壁反射之后本身的运动特性以及对喷雾发展造成的影响,并与无燃烧室模型的试验数据对比.结果表明:诱导激波撞壁反射按照时间发展顺序主要分为3个类别;其中第一类反射激波主要影响喷雾横向扩散,会造成喷雾锥角相较于无激波工况减小,并且其抑制效果与喷射压力及背景压力均呈反比,同时,第一类反射激波两翼的运动不对称性也会造成喷雾明显偏离轴心,其偏轴程度与背景压力呈反比,与喷射压力无关.     

利用PLIEF技术对重型柴油机类似环境条件下着火时刻柴油喷雾结构和浓度场的定量研究

利用复合激光诱导荧光技术在定容燃烧弹内定量研究了环境温度、环境密度、氧体积分数等对重型柴油机相似环境条件下着火时刻柴油喷雾结构和浓度场的影响.实验中,环境密度为20～ 60 kg/m3,氧体积分数为l 5％～21％.研究发现,重型柴油机相似环境条件下着火时刻柴油喷雾液核区同时存在当量比相对较高的气相喷雾;喷雾充分发展后...     

高原环境重型车用柴油机热负荷性能分析

以高原修正的广安博之喷雾模型为基础,建立具有环境适应性的某特种车辆柴油机缸内燃烧与冷却系统传热耦合模型。海拔3 700m的实车试验表明:模型最大误差在4.3%以内。在不改变发动机部件的前提下,通过调整柴油机供油提前角和最大循环供油量,可改善高原运行时特种车辆柴油机的热负荷。试验结果表明:在海拔4 000m时,供油提前角提前4°CA可使涡前温度最高下降30℃,活塞表面温度最高下降15℃,且表面温度场分布稍有改善,但缸内温度峰值上升20℃;在满足任务工况功率需求的基础上,供油量调整螺钉拧入角度为255°时,热负荷参数满足发动机控制参数要求。