乙醇汽油沉积物生成与喷雾特性试验研究

为研究乙醇汽油在缸内直喷汽油机中的积碳生成问题及喷雾特性,选取5孔直喷喷嘴为研究对象,通过试验模拟缸内积碳生成环境,制备得到积碳喷油器。基于高速摄像技术和定容弹,对未积碳喷油器和积碳喷油器进行喷雾试验,得到5孔直喷喷嘴的喷雾图像,利用MATLAB程序对喷雾图像进行可视化处理。针对喷雾中可能出现的闪急沸腾现象,研究燃料温度与背景压力对乙醇汽油喷雾闪沸的影响,结果表明:乙醇汽油的使用会加重直喷喷嘴的积碳问题,导致喷嘴的喷油量减小,雾化质量恶化。     

辛烷值对汽油机性能的影响

在国-Ⅲ和国-Ⅳ汽油机上研究了辛烷值时汽油机动力性、燃油经济性、排放性能和燃烧特性的影响.试验结果表明:过高辛烷值会降低燃油经济性,尤其在中低负荷,97号汽油的有效燃油消耗率相对90号汽油最大升幅迭6.5%;提高辛烷值使带爆震控制系统的国-Ⅳ汽油机动力性得到改善,97号汽油的输出扭矩相对于90号汽油最大升幅达4.6%,但对未带爆震控制系统的国-Ⅲ汽油机动力输出无明显变化;而且高辛烷值会增加THC排放.通过示功图分析表明,高辛烷值汽油会抑制燃烧速率,使燃烧等容度降低,造成油耗和THC排放升高.     

基于多组分蒸发模型的汽油机冷起动数值模拟

建立了汽油多组分油膜蒸发模型,并运用该模型对进气道喷射式汽油机冷起动首循环的气流运动、喷雾过程、油膜形成和发展过程、混合气形成过程及缸内燃烧进行了三维数值模拟,详细解析了油滴和油膜中每种组分的蒸发规律,给出了每种组分的浓度分布.模拟结果表明:冷起动时轻组分的蒸发主导首循环混合气的形成质量,中、重组分的蒸发情况仅起辅助作用;汽油的轻组分越多,燃料蒸发量越大,有利于形成稳定可靠的可燃混合气,改善缸内燃烧过程,提高起动稳定性;计算所得的缸压曲线与试验结果吻合良好,说明开发的多组分汽油蒸发模型具有较高的模拟精度.     

单孔和多孔喷雾近场形态的可视化研究

基于高速摄影数据,参考存在空气阻力时的斜抛运动轨迹方程对喷雾近场轮廓进行曲线拟合,对比了不同工况下多孔喷雾轮廓与同一位置单孔喷雾轮廓在近场相对位置关系.结果表明:对于常温、常压下的非闪沸正庚烷喷雾,多孔喷雾轮廓在单孔喷雾轮廓内侧;随着过热度的增加,多孔喷雾轮廓表现出向外扩展的趋势,过热度达到1附近时向外扩展程度达到最大;继续增大过热度时,多孔喷雾轮廓开始反向收缩.在极高的过热度下,多孔喷雾轮廓在单孔喷雾轮廓内侧.为解释试验现象,提出了多孔喷雾中心压力场类型模式图,并分析了压力场类型随过热度变化的演变模式.在多孔喷雾各油束中心区域,存在射流诱导低压区、挤压高压区和膨胀诱导低压区等若干类型的压力场.不同过热度下各类压力场大小、位置和强弱的变化是多孔喷雾轮廓与单孔喷雾在近场相对位置差异的主要原因.