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文檔簡介
1、對于中小缸徑柴油機(jī)來說,由于噴嘴和燃燒室壁面的距離較短,柴油噴霧與燃燒室壁面的相撞幾乎不可避免。噴霧撞壁過程對燃油的擴(kuò)散,蒸發(fā)以及混合有重大的影響,進(jìn)而影響燃燒過程以及污染物的排放。所以發(fā)動機(jī)燃油撞壁噴霧結(jié)構(gòu)和特性的研究越來越受到研究者的重視。
大量研究發(fā)現(xiàn),撞壁對噴霧的分布有重要影響。本文的研究旨在通過實(shí)驗(yàn)以及模擬計(jì)算研究,在現(xiàn)代柴油機(jī)常用工況條件下,找到撞壁對噴霧的分布影響規(guī)律。所以,本文在寬廣的柴油發(fā)動機(jī)類似工況條件下利
2、用合激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)(PLIEF)以及模擬計(jì)算在定容彈中定量的研究了撞壁距離(12.5-32.5mm)、充量密度(20-60kg/m3)、環(huán)境溫度(800-1100K)、噴油壓力(180-260MPa)和噴孔直徑(0.1-0.18mm)等參數(shù)對撞壁噴霧結(jié)構(gòu)和特性的影響。
研究發(fā)現(xiàn),在氣液相噴霧同時撞壁的工況條件下,液滴核(LDC)在近壁面形成一層薄薄的(1mm左右)液滴較濃區(qū)(相對遠(yuǎn)壁面),氣相噴霧在近壁面形成一層薄薄的約1m
3、m左右的較濃混合氣,形成近壁濃區(qū),驗(yàn)證了前人的重要結(jié)論。在氣液相噴霧同時撞壁的工況條件下氣相噴霧最大當(dāng)量比(Φmax)出現(xiàn)在撞壁點(diǎn)附近,而液相噴霧不撞壁的條件下Φmax則出現(xiàn)在撞壁點(diǎn)上方的噴霧自由射流部分。
隨著撞壁距離的增加,氣液相噴霧撞壁時刻延遲甚至不與壁面接觸,Φ>2區(qū)間的氣相燃油質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小,1<Φ≤2區(qū)間的氣相燃油質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到一定數(shù)量并保持變化不大,0<Φ≤1區(qū)間的氣相燃油質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增加。噴霧數(shù)值計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了與
4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同的燃油分布趨勢,而通過燃燒模擬,可以發(fā)現(xiàn):存在一個基于氮氧化物(NO)和碳煙(soot)排放折中的最優(yōu)撞壁距離與噴孔直徑之比(L/D)范圍使得液相燃油不與壁面接觸,Φ>2區(qū)間和0<Φ≤1區(qū)間的氣相燃油質(zhì)量分?jǐn)?shù)較小,1<Φ≤2區(qū)間的氣相燃油質(zhì)量分?jǐn)?shù)較多,NO和soot排放都較小。并根據(jù)計(jì)算結(jié)果擬合了基于NO和soot排放折中的最優(yōu)撞壁距離范圍的經(jīng)驗(yàn)公式,可以很好地預(yù)測不同工況下的最優(yōu)撞壁距離范圍。
研究還發(fā)現(xiàn),液相燃
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