燃油喷射雾化机理的探讨

本文从空气动力干扰假说出发，通过分析油－气交界面上不稳定波波幅增长和破碎过程，定性和定量地探讨了索特平均直径及滴径分布。本文认为，燃油雾化过程可分为两阶段：一次雾化和二次雾化。一次雾化只发生在油－气交界面上，主要是喷注和空气之间的气动干扰作用，由射流表面产生不稳定波波幅增长和破碎所引起的；而二次雾化则发生在油气渗混区，由一次雾化后产生的油滴在空气中进一步破碎和相互聚合来决定。算例表明，燃油二次雾化假设及其对索特平均直径ＳＭＤ和滴径分布所作的定量分析是一次成功的尝试。     

轴针式喷油嘴燃油束撞击时雾化特性研究

在前期发动机台架实验和高速摄影实验的研究基础上,为进一步了解燃油束撞击法形成混合气及其在小型柴油机上实现直喷式燃烧的机理,用多次喷雾叠加摄影技术以及马尔文激光粒子分析仪对带挡块的轴针式喷油器的喷雾过程进行了研究。实验中对不同形状挡块以及不带挡块的油束形成过程进行了详细的观察,并对撞击前后的油滴滴径进行了测量。结果表明,燃油经撞击后可显著地增大油束扩散角,不同程度地影响了燃油束的贯穿度,但燃油束撞击前后的滴径变化不大。加深了对油束撞击现象、撞击油束雾化特点和混合气形成过程以及在小型柴油机内实现直喷式燃烧的认识。     

基于两次燃油喷射策略的柴油p-HCCI燃烧研究

采用基于排气与压缩上止点的两次燃油喷射进行了柴油p-HCCI(partial-HCCI)燃烧的研究,分析了首次喷射油量和2次喷射油量对p-HCCI燃烧的燃烧与排放特性的影响,并兼顾排放和经济性确定了首次喷射比例.结果表明:首次喷射与2次喷射对燃烧过程的影响不同,随着首次喷射燃油量的增加,燃烧相位明显提前,而随2次喷射比例的增加,燃烧放热率峰值增大;首次喷射和2次喷射对Nox排放的影响相同,Nox排放随着喷射量的增加而增加,而2次喷射量的增加容易造成碳烟排放的增加.通过优化首次喷射比例,可以维持在发动机指示热效率不变的情况下,降低Nox和碳烟排放.     

利用短距离碰撞效应的高效燃油雾化系统

提出了利用超短距离碰撞效应促进燃料雾化、快速形成高质量混合气的方法.据此研制了适合于直喷式柴油机的新型燃油雾化系统.并采用燃油喷雾可视化测试装置,对新型燃油雾化系统的喷雾特性进行了研究,分别获取了燃油油束的外观图像和油束断面的构成图像.结果表明,该燃油雾化系统能够快速形成分布均匀的可燃混合气.带冲击槽内壁面的碰撞喷雾,燃油喷射时间为0.6 ms时,油束中心已经有油雾存在,无油雾区域明显减少;随着喷射时间的延续,当喷射时间为1.0 ms时,油束中心基本充满较浓的油雾;在喷射后期,油束中心与周边主流已融为一体,构成更均匀的燃油油束.     

柴油机燃油喷射的技术发展

发动机和燃油喷射的工程师们近年来致力于降低柴油机的噪声和排放。与此同时,柴油机的低燃油消耗和高可靠性的优点必须保持。 尽管对全世界不同尺寸的发动机有许多个噪声和排放法规,但是从中可得出对柴油机喷射系统的一些共同的设计目标。     

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.     

闪急沸腾喷雾的一种数值模拟方法

本文利用模拟在过热状态下的燃油中气泡生成理论与传统的燃油喷雾贯穿距离计算相结合,对闪急沸腾喷雾的贯穿距离和锥角进行了数值计算,以期为进一步研究闪急沸腾喷雾提供帮助。     

燃油撞击对柴油机混合气形成及其燃烧过程影响的研究

介绍了具有油束撞击效应的轴针式喷油器在不同柴油机燃烧系统中的应用。试验结果表明,当这种喷油器运用于涡流室式柴油机时,可以起到降低发动机燃油消耗与排气烟度的作用;运用到直喷式燃烧系统时,发动机的运转正常,起动方便,但目前还存在燃油消耗率和排气烟度高的不足。此外,还详细介绍了这种轴针式喷油嘴产生的不同形式的碰撞效果对直喷式发动机性能影响的研究结果。     

油束撞击法形成混合气在涡流室式柴油机上的应用

介绍了一种头部带挡块的轴针式喷油嘴在涡流室式柴油机上的应用。该喷嘴的特点是喷孔喷出的燃油直接撞击在挡块上，油束经挡块撞击在改变了方向的同时也产生油滴的二次雾化，从而达到既加大喷束与空气的接触面积，同时又限制了燃油喷进燃烧室中心的目的。发动机的台架试验表明，采用这种喷油嘴后，可以显著地改善原机的经济性和排放品质。在柴油机的标定工况下，比油耗和排气烟度分别降低４％和３０％。这种混合气形成方法为进一步提高柴油机的性能提供一个新的途径。     

直喷式柴油机燃烧室中喷雾的分布预测

本文介绍了三维准稳态喷雾模型。该模型是根据Dent~[1]二维平面准稳态喷雾模型,同时考虑缸内涡流和挤流的综合作用而建立的。其目的是为了预测在涡流和挤流作用下喷雾的分布。涡流和挤流强度可根据进气道稳流试验结果预测得到~[2]。本研究以高速直喷式6135柴油机为例,预测了喷雾的分布规律,将预测的喷束冲心线轨迹和可见廓线轨迹与实机的喷雾摄影作了比较,两者较为吻合,从而为研究直喷式柴油机的燃烧模型和性能提供了工具。     

3维燃油喷雾碰壁数学模型

根据实际燃油喷雾碰壁的物理过程，基于单液滴碰壁后的性态特征，本文提出了在３维喷雾模拟框架下的一种新的喷雾碰壁数学模型，描述了碰壁液滴反弹、形成附壁射流、裂化以及油膜蒸发的现象。利用本文提出的数学模型对燃油垂直碰壁进行模拟计算，结果与高速阴影和纹影摄影图像比较吻合。     

进气涡流比对直喷式柴油机油束碰壁过程影响的研究

本采用高速摄影技术，研究了小型直喷式柴油机缸内空气运动对油束碰壁过程的影响。研究结果表明，在小型直喷式柴油机中，燃油壁面喷射的反溅作用是燃油雾化过程中的重要阶段。油束在碰壁过程中，其锥角及贯穿速度均发生变化。不同的进气涡流强度，壁面油束的形状及其发展速度均不同，顺涡流方向壁面油束的扩展速度较快，随着涡流强度的增加，壁面油束只出现在顺涡流方向。空气涡流对燃油与空气混合的促进作用主要发生在油束与燃烧     

轴针式喷油嘴喷雾初期发展数学模型的研究

本文通过高速摄影及激光全息摄影研究了轴针式喷油嘴的喷雾发展，指出了在其发展初期可能出现的喷雾轴线偏转等一些不同于孔式喷油嘴喷雾的流动特点。在此实验研究的基础上，根据紊流射流积分方法建立了轴针式喷油嘴喷雾初期发展的数学模型。应用该模型对一普通形喷油嘴及柴油机用ＺＳ４５Ｓ２轴针式喷油嘴喷雾的发展进行了算例分析，计算值与实测值吻合较好。     

粒度分布函数在柴油机喷雾测量中的应用和比较

本文根据激光衍射粒子分析仪在各种不同实验条件下测得大量柴油机喷雾数据，对测量中应用的几种粒度分布模型（函数）做了比较研究，发现对于柴油机喷雾测量，独立分布效果最好。但若欲用经验分布预测未知喷雾特性，则Ｒ－Ｒ分布较好。文中还对实验数据做了统计，给出了Ｒ－Ｒ分布的分布参数的数值范围及其在数据组中的出现频数。