高压旋流喷雾特性的三维数值模拟

基于高压旋流喷嘴内部流动对喷雾过程进行数值模拟,并定性研究了喷油压力和环境压力对喷雾特性的影响。研究结果表明：在高的喷油压力下,喷雾贯穿距离增大,液滴索特平均直径减小,但喷雾锥角基本不受影响;在高的环境压力下,喷雾呈现出实心圆锥状,喷雾锥角和贯穿距离都减小,液滴索特平均直径增大。     

现代缸内直喷式汽油机（十）

3.4.电控高压旋流式喷油器 GDI直喷式汽油机的控制策略对喷射油束的基本要求可归纳为： ①可控制的扩散度;②抑制贯穿度;③良好的雾化。     

空化对GDI喷嘴内部流动及喷雾特性的影响

采用两相流非线性空化模型和Huh-Gosman喷雾模型对GDI多孔喷油器喷嘴内部流动和喷雾特性进行模拟。通过流量及喷雾试验对计算模型进行了验证,研究了喷嘴内空化现象对流动及喷雾特性的影响,并从抑制空化、提升流量的角度研究了喷嘴内部流动空化的影响因素及规律。研究结果显示:高压汽油在喷嘴内的流动存在明显的空化现象,空化导致的有效流通面积减小是喷嘴流量减小的原因。针阀升程增加,喷嘴流量先增加较快,后趋于平缓。喷孔的不均匀分布导致各喷孔内的空化状况不同,进而产生流量差异。空化作用也使得喷雾射流在喷孔出口截面的流动参数产生差异,影响喷雾的落点分布和喷雾形态。通过优化喷孔k系数和喷孔入口圆角半径可显著提高喷孔流量。     

GDI发动机中不同燃料射流特性的试验研究

直喷汽油(GDI)发动机中闪沸喷雾具有促进油气混合的优势，但其发生喷雾坍塌的现象会对燃烧与排放带来不利，并且研究发现喷雾坍塌与单射流行为密切相关。因此，为了减轻喷雾坍塌并充分利用GDI发动机中闪沸喷射的优势，了解闪沸射流行为极其重要。本文选择了由5孔喷油器改造而成的单孔喷油器，选用正己烷与异辛烷燃料，在定容燃烧弹中进行试验研究。所选燃油温度为30到130℃，环境背压为0.2到1 bar。通过分析射流宽度与过热度、成核速率、化学势以及环境背压等不同参数的关系，发现射流宽度与?μ·p_amb^-0.5的相关性达到0.9以上，表明具有较好的相关性，且在近喷口附近射流宽度由相变化学势与环境背压所影响。     

基于组合模型的高原环境GDI汽油车排放预测

为预测高原环境下缸内直喷(Gasoline Direct Injection, GDI)汽油车CO和PN的瞬时排放量，开发并评估了一套基于深度学习的排放预测模型。利用便携式车载排放测试系统对一辆GDI汽油车进行实际道路排放测试；加入奇异谱分析对原始时间序列进行处理，剔除时间序列中的异常值；利用XGBoost模型对GDI汽油车的CO和PN的瞬时排放进行初步预测，并利用SVR模型进行残差修正得到最终的预测结果。将预测结果与实际道路排放试验中使用PEMS设备测量的实际值进行比较，结果表明，XGBoost-SVR排放预测模型能较好地预测GDI汽油车瞬时CO和PN的排放，相比单一的XGBoost模型，RMSE分别提高了22.9%和39.7%,决定系数R²均大于0.9,支持预测结果的可靠性。该模型对监测高原环境下GDI汽油车实际道路排放具有一定的工程意义。     

GDI汽油车PM2.5数量排放研究

利用固体颗粒测量设备MEXA-1000SPCS,对满足京Ⅴ排放标准的欧美日及国产中小排量典型GDI汽油车进行了PM2.5排放测试,并进行冷、热起动对比试验。结果表明,满足京Ⅴ排放标准的GDI汽油车其PM2.5数量排放基本在2.14×1012~5.12×1012区间,数量级为1012;冷起动是GDI汽油车产生PM2.5排放的主要原因;瞬时加速是GDI汽油车产生PM2.5排放的主要工况。     

基于2阶段喷射的缸内直喷汽油机HCCI燃烧的研究

在缸内直喷汽油机（GDI）上采用2阶段燃油喷射技术来控制缸内混合气形成和燃烧，在GDI发动机上实现了均质混合气压燃（HCCI）燃烧方式，研究了缸内2阶段汽油喷射对HCCI燃烧特性的影响。结果表明，压缩行程中的第2次喷油时间可以有效地控制燃烧始点，二次喷油持续期可以控制燃烧速率、燃烧相位和拓宽发动机负荷。     

汽油喷雾碰壁和油膜形成的可视化试验与数值模拟

进气道喷射汽油机混合气形成对燃烧和排放起着重要的作用。为了研究汽油喷雾碰壁过程,利用定容燃烧弹进行了汽油喷雾碰壁直接高速摄影,研究了不同倾斜角度壁面、不同壁面粗糙度和碰壁距离等对喷雾碰壁和油膜形成的影响。在此基础上,利用CFD软件建立了定容燃烧弹内汽油喷雾碰壁和油膜形成过程的三维数值模型。测量了定容燃烧弹内的压力,并与理论值进行了对比分析。研究结果为汽油机进气道喷射系统的设计提供了参考。     

助您轻松应对高压 同时减重可达40%

<正>耐高压、更轻便的GDI(汽油缸内直喷)发动机设计已变得日趋容易。得益于Pressurfect~(TM)XP,这款我们最新生产用于油管和高压油轨的无缝不锈钢管,能够帮助您轻松应对未来GDI发动机系统的高压力-同时减重可达40%。该款无缝钢管凭借着重量轻、强度高的特性,能帮助到全球主要汽车制造商驾驭35 Mpa以上的压力。不仅如此,近70年来我们—直为一些高要求的汽车厂商解决其所面临的挑战。想要了解我们GDI管材Pressurfect~(TM)系列产品如何帮助您拥有更高效及     

50MPa高压汽油直喷技术对燃烧和排放影响的试验研究

设计、开发了50 M Pa高压汽油直喷喷油器,在定容弹上研究了喷油器喷雾特性随喷射压力的变化关系,并在一台均质混合的缸内直喷光学单缸机上,通过燃烧分析和高速摄影等技术手段,研究了50 M Pa高压汽油直喷技术对燃烧过程和排放的影响.结果表明:相较于当前主流的35 M Pa缸内汽油直喷系统,将喷射压力提升至50 M Pa仍能进一步降低喷雾粒径,改善油气混合过程,特别是在中高负荷区域能较大幅度降低未燃碳氢化合物及颗粒物排放,具有一定的潜在应用价值.     

甲醇与汽油混合气形成的可视化试验与数值模拟

为了研究甲醇的喷雾碰壁及混合气形成特性,搭建了定容燃烧弹装置,对甲醇和汽油的喷雾特性进行了可视化研究,同时采集压力以分析喷雾碰壁飞溅后的蒸发及油膜蒸发特性,并对数值模拟中的喷雾模型进行了标定,在此基础上利用CFD软件在某一进气道喷射发动机燃烧系统模型上分别对甲醇和汽油混合气形成过程的喷雾碰壁,液滴、油膜的发展及混合气浓度分布进行了模拟分析和对比,为发动机燃用甲醇的性能变化及所需调整提供了理论依据。     

Mixture formation of direct gasoline injection engine:: in-cylinder gas sampling using fast flame ionization detector

Local mixture concentration near the spark plug of a direct gasoline injection engine was observed by a fast flame ionization detector. To ensure combustion stability in DISC (Direct Injection Stratified Charge) operation using conventional lean burn intake ports, the swirl ratio and the piston configuration were optimized. Swirl is needed to retain well-vaporized and stable mixture near the spark plug, especially under light load. Also, adequate volume in the piston cavity is required for trapping curved fuel spray. Measurement with a fast flame ionization detector was very effective for understanding the mixture features on DISC operation.     

Comparison of the Spray and the Spray/Wall Interaction of Two Gasoline Injectors

One important parameter influencing mixture formation and spray/wall interaction within engines is the geometry of the nozzle. In contrast to Diesel nozzles, the influence of the orifice geometry on spray formation has hardly be investigated for gasoline nozzles. In order to demonstrate the potential of adjusting the nozzle geometry of a modern GDI nozzle, we compare two six-hole, high-pressure nozzles with an identical structure, but different rounding radius of the orifice hole-inlet and different orifice hole-geometries: nozzle A with a rounded inlet and an orifice length to diameter ratio of 3/2 and nozzle B with a sharp inlet and an orifice length to diameter ratio of 1. In a first measurement campaign the spray formation is visualized using high-speed shadowgraphy imaging. The results show differences in spray angle and penetration depth. In a second measurement campaign we examine the spray/wall interaction and wall film formation by means of infrared thermography. The thermography measurements indicate that the geometry of nozzle B produces sprays with beneficial characteristics. This is very important for a clean combustion process and a decrease of soot emissions.     

Analysis of mixture formation of direct injection gasoline engine

In a direct injection gasoline engine, in order to achieve good stratified combustion, an extremely advanced control of air–fuel mixture is required. For this purpose, the method of diagnosing the quality of the state of mixture formation in combustion chambers becomes necessary. In this research, the state of air–fuel mixture in the combustion chamber of a TOYOTA D-4 was analyzed in space and time by visualization, A/F multi-point measurement and A/F high response measurement, and thus the effects that injection timing, swirl and fuel pressure exerted on mixture formation were elucidated.     

缸内直喷汽油机多孔喷油器喷雾特性试验研究

为了研究缸内直喷汽油机多孔喷油器的喷雾特性,建立了定容喷雾试验装置,对不同环境压力和不同喷油压力条件下的自由喷雾和碰壁喷雾过程进行了拍摄,分析了壁面距离和壁面倾角对喷雾特性的影响。研究发现:多孔喷油器与传统的旋流式喷油器的喷雾特性存在较大差异。多孔喷油器的喷雾锥角受环境压力影响较小;随着环境背压的增大,贯穿距离和喷雾锥角呈现先增大后减小的特点;喷雾锥角随着喷射压力的提高略有增加。在碰壁喷雾发展过程中,不同环境压力下喷雾油束与壁面接触面积接近;随着壁面距离的增加,碰壁喷雾高度递减,碰壁后的喷雾高度存在波动;随着壁面倾角的增大,碰壁喷雾高度和增大。在壁面倾角的增大过程中,影响碰壁喷雾半径的因素较多,呈现出较复杂的变化规律。以上研究为多孔喷油器的设计及其与燃烧室的匹配提供了理论依据。     

Combustion characteristics of a direct-injection stratified charge S.I. engine

A direct-injection stratified charge gasoline engine has been developed that can run on an air–fuel ratio of 40–50 : 1. Major characteristics of the engine system include swirl gas flow and fuel injection in a swirl spray at a maximum fuel pressure of 10 MPa. Another notable feature is that the intake port configuration is virtually identical to that of a conventional engine, allowing flexibility for shared use of components among different engines. This new engine achieves better fuel economy, lower cold-start HC emissions and higher power output than conventional multipoint injection engines.     

一款1.5L缸内直喷汽油机的燃烧系统设计

基于进气道三维流场测试装置、定容弹喷雾试验台和光学单缸机测试系统组成的缸内直喷汽油机燃烧系统可视化开发平台,开发设计了满足设计要求的高性能进气道,并匹配了缸盖燃烧室和活塞,有助于缸内混合气的形成,提高燃烧速率;综合考虑排放与机油稀释量的基础上,优化设计了喷雾靶点。对所设计的燃烧系统进行了光学单缸机试验和热力学多缸机试验验证。结果表明,进气道和燃烧室组织引导的气流在缸内形成高滚流,对喷雾油束有强烈的弯卷作用,极大促进了均质混合气的形成,并减小喷雾碰壁的风险;喷雾靶点的合理设计有效避免喷雾油束与壁面的碰撞,减少了机油稀释率和起燃工况HC排放;所设计的燃烧系统搭载1.5TGDI发动机实现了80kW/L、最大扭矩250N·m、排放较低的性能指标。     

Effects of mixture formation on WOT output of a direct-injection gasoline engine

The effects of in-cylinder charge motion, fuel spray characteristics and piston crown geometry on WOT output of a direct-injection gasoline engine were investigated. The mixture formation process in the cylinder was analyzed by computer simulation and LIF visualization. The results made clear the technical factors for achieving sufficient fuel–air mixing in a DI gasoline engine with a bowl-in-piston geometry optimized for stratified charge combustion.