闪急沸腾喷雾研究的现状与展望

阐述了闪急沸腾喷雾的基本原理,通过比较分析闪急沸腾喷雾与传统喷雾的差异,指出闪急沸腾喷雾是一种极具潜力的燃油喷射方式;论述了近年来国内外对过热燃油和溶气燃油闪急沸腾喷雾研究的进展与现状,介绍了过热液体闪急沸腾喷雾的数学模型及其发展,并从理论上分析了影响闪急沸腾喷雾的因素;展望了闪急沸腾喷雾的应用前景以及进一步研究的发展方向。     

柴油喷雾与LPG/柴油混合喷雾的对比研究

以ZH1105W柴油机为模型,采用Jaynes等人提出的雾化液滴尺寸和速度联合数目分布函数,对柴油喷雾和LPG/柴油混合喷雾的燃料液滴尺寸和速度数目分布进行了对比研究;采用液滴蒸发和碰撞模型对液滴尺寸理论数目分布与试验结果进行了对比研究。液滴尺寸和速度联合数目分布的研究结果表明,随着液体喷射速度的增大,液滴尺寸数目分布曲线向小颗粒偏移。随着液滴尺寸的增大,较大颗粒的液滴速度数目分布曲线的峰值先明显增大,到达中等尺寸后又明显减小。由于LPG/柴油混合燃料的闪急沸腾喷雾对燃料液滴具有突爆的加速作用,L30速度分布曲线的峰值速度比柴油的明显增大。累积的液滴尺寸分布和速度数目分布研究表明,由于混合燃料的闪急沸腾喷雾,L30尺寸数目分布曲线峰值相对于柴油向小颗粒方向偏移,L30的峰值大于柴油的峰值。说明L30喷雾所产生的小颗粒液滴多于柴油,雾化质量提高,碳烟排放得以大幅度降低。L30速度分布曲线的峰值比柴油略小一些,且略微向大速度方向偏移。说明与柴油相比,L30燃料较大速度液滴的数目略有增加。液滴蒸发和碰撞模型对于石油液体燃料的研究是可行的,对于液化气体燃料与石油液体燃料的混合燃料的研究,模型还有待于进一步改进。     

喷雾中液滴尺寸和速度概率密度分布函数解的推导

论述了应用最大熵原理及质量，动量和能量守恒定律到喷雾过程中，导出了液滴玫速度分布规律。对于概率密度分布函数，我们可以得到一重积分的解析解。之后，需应用Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ方法得到其数值解。     

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。     

柴油掺混二甲醚喷雾粒子尺寸分布特性试验研究

为确定二甲醚掺入柴油后对燃料雾化性能的改善效果,利用阴影成像与数字图像处理技术,对不同掺混比、喷射压力以及喷孔直径等条件下的二甲醚-柴油混合燃料喷雾粒子尺寸分布特性进行了对比试验研究.结果发现:由于柴油中二甲醚的闪急沸腾作用,随着二甲醚掺混比的增加,混合燃料粒子尺寸分布曲线整体向小颗粒方向偏移,较大粒子数目较柴油明显减少,有助于降低发动机炭烟排放;喷孔直径、喷射压力等喷射参数对混合燃料雾化粒子分布有较大影响,减小喷孔直径使燃油粒子更加细化,降低喷射压力则使混合燃料雾化效果有变差的趋势.     

双组分燃油蒸馏及喷雾闪沸特性研究

在较高燃油温度及较低环境背压下,直喷喷雾易发生闪沸。闪沸喷雾具有贯穿距小、易于雾化等优势,能够有效降低发动机排放、提高燃油经济性,在直喷发动机中具有较好应用前景。然而随着涡轮增压的使用,进气压力的提高导致喷雾较难达到闪沸状态。针对这种现象,在研究混合燃油蒸馏特性后提出了通过向高沸点燃油中添加低沸点燃油的方式来促进喷雾的闪沸。试验燃料为一系列不同比例低沸点燃油(异戊烷)与高沸点燃油(正十一烷)组成的混合燃油,通过蒸馏测试探究了不同组分燃料的蒸馏特性;通过在定容弹内拍摄不同燃油温度、环境背压下的燃油喷雾的米氏散射图,研究了混合燃油形态变化规律。结果表明,不同于单一油品仅在沸点时沸腾产生馏出物,混合燃油是在一定的温度范围内均会沸腾产生蒸馏物,表现为3段式蒸馏曲线;混合燃油蒸馏前期大部分馏出物为低沸点燃油,表明混合燃油受热时,低沸点燃油会优先蒸发;对喷雾宏观形态的测量结果表明,向高沸点燃料中添加低沸点燃油能够使喷雾在高背压下达到闪沸状态,且40%体积分数是最佳的添加量;另外,油温越高添加低沸点燃油对喷雾闪沸的促进效果越好。     

基于燃料特性影响的喷雾特性研究

为了研究燃料特性对喷雾特性的影响,试验配置了四种掺混不同含氧燃料的柴油,在环境背压为5 MPa,喷射压力分别为90 MPa、120 MPa和150 MPa的条件下,通过喷雾可视化装置对四种试验燃料的宏观和微观喷雾特性进行了研究。结果表明,在一定的喷射压力条件下,喷雾贯穿距离（STP）随着运动粘度、密度和汽化潜热的降低而减小,平均喷雾锥角（ASA）随着运动粘度和汽化潜热的降低而略有增大。喷雾贯穿距离和喷雾面积均随着喷射压力的升高而升高,喷雾锥角随着喷射压力的升高而略有下降,索特平均直径（SMD）也随着喷射压力的升高而下降。综合评价来看柴油掺混20%的2,5-二甲基呋喃（2,5-DMF）且在150 MPa喷射压力下的喷雾特性表现最好。     

直喷汽油机中乙醇汽油宏观喷雾特性的试验研究

采用高速摄像技术在定容弹内对直喷汽油机多孔喷油器的喷雾特性进行了试验研究,以揭示喷油压力、环境压力对乙醇-汽油不同掺混比燃料的喷雾锥角、前锋面速度和喷雾投影面积的影响。结果表明,随着喷油压力的增大,喷雾锥角、前锋面速度和喷雾投影面积均增大;随着环境压力的增大,喷雾锥角增大,前锋面速度和喷雾投影面积减小。     

初始喷雾液柱的实验及数值模拟研究

从应用平面激光散射技术获得的喷雾液柱清晰照片发现,在喷射初始阶段,当环境压力在某一范围(16～500kPa)时,液柱在分裂成雾状前,其顶端会出现奇特的蘑菇状喷雾.为了解释其形成机理,采用MARS法进行了喷雾液柱两相流数值模拟,得到的结果与实验吻合.进一步的分析表明,蘑菇状喷雾是由周围空气流和高速燃油流之间复杂的动量交换形成的.     

非机动车摩擦干扰对机动车流速度分布的影响研究

机动车流的速度分布是度量路段交通状况的重要指标.在提取和分析大量机非混行路段交通数据的基础上,给出了非机动车摩擦干扰对路段机动车流速度分布的影响结果.结果表明:机动车在交通流量较低(密度不大),非机动车在交通流量较高(密度较大)时,无干扰和有干扰情况下机动车流速度分布可以分别用对数logistic分布和logistic分布在来描述.这一结果将用于机非混行路段的车辆通行能力分析和相关控制策略设计之中.     

金属陶瓷镀膜技术在车用内燃机上的应用研究

为降低内燃机活塞环与气缸套表面的摩擦因数,提高发动机的机械效率,进而提高内燃机的性能,在内燃机活塞环上应用了金属陶瓷镀膜技术。在剖析了金属镀膜技术的理论基础和技术背景的基础上,着重介绍了在内燃机活塞环上应用金属陶瓷镀膜技术前后所进行的发动机对比试验研究。试验结果表明,采用此项技术后,发动机成本仅增加3%～5%,而整机动力性和经济性得到了明显改善,实用价值很高。     

EQ6100型内燃机空气消耗量的计算

本文以东风EQ6100型汽车发动机为例系统论述了内燃机空气消耗量的计算思路,内燃机进气密度的简单计算和扫气空气量的计算思路。为汽车废气涡轮发电量大小的计算和汽车废气涡轮发电可行性的研究提供了前提。     

气动燃油混合动力汽车的发展现状与展望

为了缓解能源和环境双重压力,汽车行业正处于多元化时代,提出了电动汽车技术、燃料电池汽车技术、燃气汽车技术、生物质能源汽车技术等多种新能源汽车技术,这些新技术都有各自的优势和不足。文章对气动动力系统和气动燃油混合动力系统分别进行研究,同时介绍了这2种动力系统国内外发展状况,得出把气动动力系统和传统内燃机有机的结合起来,可以起到优势互补的效果,可见气动燃油混合动力汽车具有广泛的市场和美好的前景。     

导向圆弧和中孔喷射对TR燃烧系统影响的研究

为研究导向圆弧和中孔喷射对TR燃烧系统的影响,应用STAR—CD软件对TR燃烧系统进行三维数值模拟。结果表明,在导向圆弧的作用下产生的燃油二次雾化,大大加速了混合气的形成和燃烧。中孔喷射使TR燃烧系统的着火区域出现在燃烧室中心,并有序地向外扩展,燃烧室中间的空气得到有效利用。中心喷孔的直径不能过大,否则燃烧恶化,烟度上升。     

驾驶循环对车辆能量经济性影响的研究

本文依据国内外具有代表性的不同驾驶循环对一实际的内燃机汽车和一构思的混合动力电动汽车的能量经济性进行了分析。研究了内燃机和电机的运行工况分布,并利用内燃机的万有特性图和电机及其控制系统的等效率曲线以及各驾驶循环的相关特性分析了产不同结果的原因。最后对内燃机汽车和混合动力电动汽车的能量经济性受驾驶循环的影响情况进行了比较和分析。     

内燃机振动动力式主动吸振器的研究

振动主动控制技术具有减振效率高,有效减振频率范围度,反应敏捷等优点,在机械振动领域具有广泛的应用前景。在一台四缸柴油机上进行振动主动控制的研究,使用主动控制技术控制动力吸振式的频率,使其能足够发动机的主动振动频率,并保持最佳状态,从而有效地抑制发动机的振动。     

内燃机轴瓦损坏的形式特征、原因与预防(1)

阐述了内燃机轴瓦损坏的形式、原因及预防。对于轴瓦合金层，介绍了合金层表面的正常磨损、非正常磨损、颗粒磨损、电火花腐蚀磨损、冲蚀磨损、混合摩擦磨损等；介绍了合金层损坏中的热脆损坏、咬粘损坏、气蚀损坏、腐蚀磨损等。另外，阐述了钢背损坏形式、原因及预防。     

环境对大功率柴油机缸内喷雾、燃烧与传热的影响

采用准维多区数值仿真和环境模拟试验的方法,研究了不同海拔环境对某大功率柴油机缸内喷雾、燃烧和传热的影响。结果表明:在高原环境下,油核破裂滞后期比平原最大延长9.1°曲轴转角,油滴分裂长度增加29%以上,贯穿度明显增加,一次雾化后,SMD直径显著增加;海拔4 500m,瞬时放热率峰值降低18.4%,放热率重心后移近4°,最高燃烧压力降低18.8%,位置滞后0.6°;缸内对流换热和辐射换热都比平原明显增强。研究结果为探明特殊环境下柴油机性能劣化与故障机理提供了理论参考。     

容弹实验装置的混合气配制及点火系统

定容燃烧弹主要模拟活塞在上止点附近内燃机的燃烧,其特点是能较方便地改变热力参数、湍流参数以及点火参数。设计了一种可变湍流参数定容燃烧弹实验装置,以用于预混燃烧的研究,详细介绍了该实验装置的混合气配制和主点火系统的设计原理、组成及其特点。