燃油喷射压力对缸内直喷汽油机喷雾特性的影响

燃油喷射压力对混合气形成有直接影响,提高喷射压力可进一步降低直喷汽油机微粒排放。使用STAR-CD软件分别建立定容弹和发动机缸内喷雾计算模型,利用喷雾特性可视化试验进行喷雾模型有效性验证,其后分析了燃油喷射压力对喷雾贯穿距、索特平均直径等基本特性参数的影响,研究了燃油喷射压力对缸内混合气形成的影响。结果表明提高燃油喷射压力可有效促进燃油的雾化蒸发,加快混合气形成,提高混合气分布均匀性。     

油束雾化形成机理分析

应用数字粒子图像测速技术对燃油喷雾进行了深入的研究。以可视化的测试结果为依据,提出了对燃油破碎雾化过程认识的新观点,即在喷射纵向上,把燃油雾化破碎分为初始破碎区和细化破碎区2个部分;在喷射横向上分为雾化核心区、过渡区和边缘区3个部分。研究发现燃油破碎的整个过程中出现了油团、油线、油云聚集体等燃油破碎单元。结合测试结果对上述燃油破碎单元的出现、发展和转变过程进行了深入分析。结果表明:油束雾化是一个连续渐变多状态混合叠加的过程。     

转子发动机喷雾特性试验研究

利用定容弹、纹影仪以及高速相机等装置,就柴油转子发动机工况下的喷雾过程进行了试验研究,重点分析了喷雾环境背压和喷射压力对喷雾特性的影响。结果表明:在转子发动机喷雾过程中,喷雾扩散速度先快速增大后逐渐减小;喷雾锥角在初次雾化阶段内急剧减小,然后在二次雾化作用下保持相对稳定。喷雾环境背压的增大,有效减小了喷雾贯穿距离,增大了喷雾锥角,说明喷雾环境背压的增大对喷雾贯穿距离和锥角都有显著的影响,从而为转子发动机喷油正时的优化提供了试验数据支持;随着喷射压力提高,喷雾贯穿距离和喷雾锥角都增大,并且增大喷射压力加强了燃油的初次雾化和二次雾化,有利于提高转子发动机喷雾质量,为优化柴油转子发动机油气混合状态创造了条件。     

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.     

柴油机均质混合气制备过程的数值模拟

针对复合式进排气系统燃油喷射混合新技术,对均质压燃(HCCI)柴油机的均质混合气制备过程进行了数值分析。建立了研究对象的物理模型和空气—燃油雾化混合的数学模型,对HCCI柴油机混合气形成过程特点与相关参数进行了详细的数值计算,并对复合式进排气系统内柴油喷雾蒸发和混合气形成过程以及影响因素进行了分析。数值研究表明,提出的复合进排气系统燃油喷射混合气制备技术能有效形成较均匀的预混合气,对进一步开发HCCI柴油机具有指导意义。     

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.     

2GRF-SEV型6缸发动机

丰田公司的D-4S发动机安装了新型燃油喷射系统，即各缸分别装有缸内直喷式喷油嚣和进气道燃油喷射器的双喷油系统。发动机在高负荷时，由于缸内直喷的进气冷却效果使充量效率提高，改善敲缸，从而实现了高压缩比下的高功率；发动机在中低负荷时，对缸内直喷和进气道喷射两套系统进行最佳控制，力求降低油耗并使燃烧稳定。此外，在冷起动后使催化器尽快暖机，实现净化排放。D-4S发动机的缸内直喷式喷油器采用了可提高喷雾空间分散性的高压双缝喷嘴喷油器，高雾化的燃油从2个喷口喷射到燃烧室，从而实现了均质燃烧。     

基于小波分析的柴油发动机燃油喷射图像处理

对燃油喷射过程的图像处理是开发柴油机燃油喷射及缸内燃烧激光观测仪的关键技术之一。文中设计了柴油发动机燃油喷射过程图像采集与处理试验系统，并在此基础上重点介绍了将小波分析应用于柴油发动机燃油喷射图像的边缘识别与图像分割方法。试验获得了良好的效果，证明了小波分析应用于柴油机燃油喷射图像处理的可行性与有效性。     

一种新的HCCI柴油机燃油喷雾特性的PLIF法测试装置

基于激光诱导荧光(PLIF)测试技术的原理，开发了一套可用于同时测量燃油气相和液相二维浓度场的测试系统，该测试系统包括高压燃油喷射系统、电路控制系统、氮气供给系统和可视化发动机。高压电控燃油喷射系统具有喷射压力高，且易于荧光剂的添加等优点，同时可以实现多脉冲燃油喷射。在光学发动机上进行了测试实验，研究了BUMP燃烧室内油束撞壁混合过程，观察了bump限流沿对于促进油气快速混合的现象。     

柴油机SCR系统车用尿素喷雾特性仿真与试验研究北大核心

通过建立喷射系统CFD三维仿真模型,研究了柴油机SCR系统在空气辅助雾化条件下尿素喷射的喷雾速度流场、雾化粒径、喷雾形态和贯穿距等变化规律,并通过试验对模型进行了验证;根据喷射模型对SCR系统的喷孔直径等结构参数进行了优化设计,通过发动机ESC,ETC试验对还原剂雾化性能进行试验验证。试验结果表明:采用改进后的柴油机空气辅助喷射还原剂供给系统后,柴油机NOx排放和NH3泄漏等指标均满足国Ⅴ阶段排放法规要求,验证了所采用的喷雾特性仿真优化设计方法有效可行。     

高压共轨燃油喷雾特性的试验研究与模型修正

利用高速闪光摄像技术建立了燃油喷雾特性试验台架,在不同喷射压力(80 MPa,102 MPa,130 MPa)和不同喷射背压(2 MPa,3 MPa)下对高压共轨电控喷油器的燃油瞬态喷雾特性进行了研究,并用Matlab编程对喷雾图像进行了处理,测量了不同工况下油束的贯穿度和锥角。通过试验数据,利用最小二乘非线性曲线拟合方法对高压喷射油束模型进行了修正,模型计算结果与试验结果基本吻合,表明修正后的油束模型能更好地预测高压喷射时的油束贯穿度和锥角。     

燃油近嘴区初始射流破碎及影响因素试验研究

搭建了燃油喷射雾化的可视化试验台架,采用数码相机和高放大倍数、高分辨率的长距离显微成像技术,以及纳秒级闪光灯作为相机曝光光源,对燃油近嘴区射流表面初始扰动微观结构进行可视化捕捉,结合图像后处理技术对射流表面结构参数和喷射参数进行定量测量和分析。研究发现,近嘴区初始射流表面波、液丝和液滴等产生、变形和破碎与喷油压力、空化以及环境背压密切相关。喷油压力增加,初始射流受到扰动增大,射流表面出现"坑洼"和"凸起"结构越靠近孔口;空化促进射流初始扰动、液丝和液滴的形成,致使喷雾锥角显著增加;环境背压增加,射流与环境介质之间剪切作用增大,可有效促进射流初始破碎,射流周围液丝进一步破碎形成液滴,有效地改善了雾化质量。     

一种新型的电磁阀控制燃油喷射系统

美国福特汽车公司开发的新型电磁阀控制喷射系统，最大优点是非常精确的多点燃油分配量和成本较低。在单点喷射的发动机中，ＰＦＩ系统具有雾化好，喷射时间短和喷嘴沉淀物阻塞反应小等优点；在燃油直接喷射系统中的ＰＦＩ泵优于有机械调速器的燃油喷射泵和有电磁控制调节器的电磁泵。     

可视化定容系统的开发

设计并加工完成了一套可视化燃油喷射系统,该系统可对定容器内气体压力、温度等关键因素进行闭环控制.利用该系统.通过改变不同喷射压力、喷射背压等边界条件,对比研究了燃油喷雾贯穿距离、喷雾角度等特性.结果表明,在高共轨压力下柴油喷雾贯穿距离随背压增大而减小,喷雾锥角随背压增大而增大;而高背压情况下,喷雾贯穿距离随轨压升高而增...     

燃油喷雾PIV测试方法研究

本文使用美国TSI公司的PIV(ParticleImageVelocimetry)设备,对电控高压共轨燃油喷射系统在3个不同的喷射压力(80MPa,100MPa,110MPa)下的燃油喷雾进行了测试,获得了喷雾图像,并对喷雾测试过程中的各种参数设置以及一些问题做了详细分析。     

高压共轨柴油机燃烧与排放模型的研究

利用高速闪光摄影技术,对高压喷射喷雾体空间发展规律进行了试验分析,提出了一个计算高压喷射喷雾体发展的数学公式;在正确描述高压燃油喷雾的基础上,建立了一个能预测高压共轨柴油机性能和排放的准维燃烧模型,此模型改进了燃油喷射模型及碳烟的生成与氧化模型,考虑到燃烧区的区间传热和缸内工质的对流辐射传热,对一台高压共轨柴油机进行了仿真计算。计算与试验结果对比分析表明,改进后的燃烧与排放模型能较好地反映缸内各区的燃烧与排放情况。     

一种基于MATLAB的喷雾锥角测量方法研究及应用

作为发动机喷雾性能的主要宏观参数之一,喷雾锥角的大小对研究燃料的雾化质量具有重要的意义。进而可以指导我们改进发动机的喷射装置以及控制喷射过程中的各种参数。文章采用MATLAB图像处理工具箱提供的函数对喷雾图像进行处理,并利用Hough变换和最小二乘法来分别拟合喷雾油束的两条边缘,最后通过比较分析,得出用最小二乘法拟合的效果最佳。     

应对实际行驶污染物排放工况的汽油机直喷系统的演变

为进一步保护环境,降低汽车尾气排放对地区环境的影响,必须持续改进汽油发动机的排放性能。在实际行驶工况中,需要重点控制发动机瞬态工况、燃油喷射差异、进气量和气缸壁温。发动机控制策略对降低排放的优化空间有限,需要通过形成良好的燃油喷雾来改善燃烧环境,从而降低排放。优化喷雾的目的是让气缸湿壁最小化,以及在发生湿壁时让油膜快速蒸发和扩散。提高喷雾均匀性对优化喷雾至关重要。最初认为,提高喷射压力可以达到优化喷雾和提高喷雾均匀性目的,即提高喷射压力可以提高扩散速度和降低贯穿距,从而减少湿壁,改善混合气形成,同时避免喷射压力过高带来的摩擦损失增加。本研究表明,优化喷油器喷嘴可以提高喷雾扩散性和均匀性,从而有效减少壁面燃油附着,避免因喷射压力过高带来的摩擦损失的增加。     

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。     

柴油机喷油器故障现象及排除方法

柴油机喷油器的作用是将柴油喷射成较细的雾化颗粒，并把它们分布在燃烧室中，以与空气形成良好的可燃混合气。因此，喷油器必须按照混合气形成与燃烧的要求，喷射柴油时具有一定的喷射压力、角度和喷射距离，以及合适的喷注锥角和使燃油颗粒具有适当的雾化程度等，并且在喷油终了时应迅速停油，不能有渗漏现象。