柴油机喷雾诊断技术综述

柴油机的燃烧和排放与其喷雾特性有着密切的关系，研究喷雾特性的影响因素和变化规律，探明喷雾与空气的混合过程及蒸发过程，合理地组织燃烧。对提高柴油机的性能是至关重要的。本文结合作者的科研工作，对柴油机缸内喷雾浓度分布的各种诊断技术，进行了详细的论述，指出了各种诊断技术的优点及其局限性，对几种有前途的测试技术给予了重点介绍。     

直喷式柴油机喷雾混合特性研究的综述

本文主要论述直喷式柴油机喷雾混合特性研究的发展过程及前景，提出了今后应以改进和进一步深入研究的问题。     

柴油机喷雾特性常用测试技术

概述了各种柴油机喷雾特性测试技术的基本原理,重点介绍了喷雾特性的现代测试技术,特别是激光全息技术,比较了几种测试技术的优越性、局限性以及适用性,并讨论了喷雾测试技术的发展前景,以期为柴油机喷雾特性的测试提供参考思路。     

激光CT技术测量柴油机喷雾的研究

本应用激光技术对柴油机喷雾进行了研究。研制、开发了一套柴油机喷雾的激光ＣＴ测试系统，其中采用红宝石激光器作光源、ＣＣＤ摄像机作探测器，将柴油机喷雾图像实时采集到计算机图像处理系统上。根据采集的喷雾投影数据，用代数重建技术（ＡＲＴ）对喷雾图像进行重建，实现了柴油机喷雾内部构造的可视化和相对浓度的三维测量。     

柴油机喷雾激波研究

随着电控共轨喷油系统的广泛应用,喷射压力成倍增长,喷雾速度大于气缸内环境音速,由此产生的激波(shock wave)现象引起国内外学者的浓厚兴趣.本文介绍了激波的基础理论,现阶段激波试验的研究成果,指出当喷油油束速度高于介质环境音速时,激波就会产生,提高介质温度和密度都会抑制激波的产生,最后提出利用弹道光子成像技术应用于激波研究的设想,并对激波的产生机理及如何利用激波改善燃烧性能作进一步的研究.     

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。     

柴油机高压喷雾雾场的温度测量

喷雾场的温度对燃油的蒸发，混合气的形成，着火以及火焰传播有着决定性影响。在进行数学模拟时，雾场温度是很重要但很难测量的参数，迄今尚少有直接测量结果的报道。本文用薄膜式热电偶测量了柴油机高压喷雾雾场内的温度随时间的变化。热电偶经氩离子脉冲激光器标定，其时间常数约为６０‘μｓ。燃油喷射压力为１０２ＭＰａ～１３４ＭＰａ。测量结果表明，在本实验条件下，雾场内的温度与环境气体温度相差只有８Ｋ～３０Ｋ左右，比预计值要小很多。而且，环境温度较高时，雾场内外温度差减小。这可能是由于热管效应的作用。喷油压力对雾场内外温差没有明显影响，雾场外围处比雾场中心处与环境的温差要小。近喷嘴处的温度测量值随时间单调下降，且与环境温度相差较大，表明此处燃油沉积作用比较明显。     

柴油机喷雾过程的相似模拟

从理论上分析了柴油机喷雾过程的相似模拟;在较低的缸内压力、采用“模拟燃料”以及对应的喷孔直径条件下,导出了模拟实际柴油机喷雾过程的相似模拟条件。在实际柴油机的实机和模拟工况下,采用正戊烷、正己烷作为模拟工况的模拟燃料,模拟实际柴油机的工况。采用瞬时取样技术与双曝光全息干涉法,分别对实机工况与模拟工况喷雾过程进行定量测定,验证了本文所导出的相似模拟条件     

伞状喷雾及HL喷雾在柴油机均质预混合燃烧中的应用研究

针对柴油机均质预混合燃烧的混合气形成提出满足喷雾碰壁少，雾化好等要求的早期喷射缸内预混合方式，并对喷雾状态、性质及其预混合燃烧做了深入探讨。对HL喷雾与多孔喷雾做了比较研究。试验证明，HL喷雾具备双工作模式的能力。     

柴油机喷雾夹角对缸内三维流场的影响

运用CFD软件对直喷柴油机燃烧室中的喷雾及燃烧过程进行数值计算,考察了不同喷雾夹角下缸内三维流场及NOx排放的差异,并将计算结果进行了对比分析。结果表明喷雾夹角的增加使凹坑内的空气利用率变差,并使得燃烧高温区域更加接近气缸壁面以及缸盖平面;喷雾夹角的减小使燃烧过程中生成的NOx排放增加并增加了喷油器的热负荷。     

涡流室式柴油机喷雾模式探讨

本文运用高速摄影技术对涡流室式柴油机进行高速摄影,分析探讨了燃油在涡流室内的喷雾及贯穿情况,得到了涡流室式柴油机的喷雾模式和喷注贯穿距离S 的计算方法,讨论了涡流强度N 对喷注贯穿距离S 的影响,为改善涡流室式柴油机的喷雾状况进而改善其性能指出了方向。     

高温条件下柴油机喷雾粒度的测量

为了了解柴油机燃烧室中燃油与空气的混合及后续燃烧过程，准确地描述燃油雾化和油洋蒸发过程是至关重要的。运用激光衍射法测量注体喷雾粒度具有对喷雾无干扰，设备简单数处理迅速等优点，但这种方法对加热环境中的蒸发液雾进行测量进，由于光路上存在的温度及浓度梯度，激光被折射而偏转，结果受到严重影响，以往对柴油机喷雾的测量大都在常温不蒸发条件下进行的，而本则是通过对粒子激光衍射测量原理的深入分析，对基于激光衍射     

柴油机喷雾特性测试方法的研究进展

系统回顾了用于柴油机喷雾特性研究的机械式、可见光技术式以及激光技术式的各种常用的测试方法,还介绍了最新的同步辐射X射线的测试技术,并讨论了其测试方法的优缺点及应用前景.综合对比多年来国际上的这些喷雾测试方法,指出采用计算机X射线断层摄影重构三维图像法和X射线同轴相衬成像法,在研究喷雾特性上的巨大优势.     

柴油机密集喷雾特性研究

为了研究柴油机高喷射压力、高背景压力下的密集喷雾特性,自行设计了喷雾模拟试验装置.利用电控单体泵喷油系统和高速摄影系统,获得了柴油喷雾发展图片,总结分析了密集喷雾的总体结构特征.并根据高喷射压力、高背景压力试验条件对广安喷雾贯穿距离计算公式进行了修正.根据试验数据,选用KH-RT破碎模型对喷雾过程进行仿真,通过模型常数分析,提出了KH-RT模型的改进方法,即原来认为是常数的C2(作为调整破碎时间的常数),在改进后随喷油规律变化,使仿真结果有了很大改进.     

利用气体模拟技术研究直喷式柴油机的燃油喷雾特性

本文利用气体模拟技术研究了直喷式柴油机的燃油喷雾特性。研究结果表明,瞬态燃油喷雾的前端存在一个强烈的紊流混合前锋区,其后是浓度分布处于平衡状态的雾锥。雾锥轴线上的浓度随贯穿距离的增加而线性衰减;雾锥的径向浓度分布与剖面至喷孔的距离有关,对于充分发展的雾锥,径向浓度不同于稳定自由射流的浓度分布,而服从指数型分布规律。当喷雾与壁面撞击时,可观察到紊流混合过程出现一个从强化到减弱的有利于混合的过渡过程,但过量壁喷会在壁面上出现浓混合气层的堆积,恶化混合。     

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。     

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。     

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。