基于高壓共軌噴射的柴油機(jī)雙層分流燃燒系統(tǒng)噴霧試驗(yàn)及模擬研究.pdf

1、專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文基于高壓共軌噴射的柴油機(jī)雙層分流燃燒系統(tǒng)噴霧試驗(yàn)及模擬研究ExperimentandSimulationResearchonDoubleLayerDivergingCombustionSystemBasedonHighPressureCommonRailFuel一●●lnlectton，學(xué)31410013大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要為了優(yōu)化傳

2、統(tǒng)直噴式柴油機(jī)燃燒室內(nèi)的燃油分布，加快油氣混合，提升空氣利用率，課題組提出了雙層分流燃燒室的設(shè)計(jì)思想，即利用碰撞臺(tái)的分流導(dǎo)向作用使噴霧分別向上層和下層發(fā)展，優(yōu)化燃油分布，提高柴油機(jī)效率。結(jié)合高壓共軌燃油噴射技術(shù)對雙層分流燃燒系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化十分必要。本文基于噴霧可視化測試系統(tǒng)和高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)，利用直接攝影法對設(shè)計(jì)開發(fā)的雙層分流燃燒系統(tǒng)內(nèi)噴霧發(fā)展過程進(jìn)行試驗(yàn)研究，應(yīng)用三維CFD軟件Converge對缸內(nèi)燃燒過程進(jìn)行了數(shù)值模擬?；诟邏汗?/p>

3、軌噴油試驗(yàn)臺(tái)對孔徑為016mm和018mm的單孔噴油嘴進(jìn)行了噴油嘴標(biāo)定試驗(yàn)，測得了噴油嘴的供油特性MAP圖。試驗(yàn)從噴油壓力、噴孔直徑、環(huán)境條件、噴射策略四個(gè)方面對噴霧特性的影響進(jìn)行了探究。自由噴霧的試驗(yàn)表明，隨著燃油噴射壓力的升高，噴霧貫穿距及噴霧擴(kuò)展面積都呈現(xiàn)明顯增大的趨勢，而噴霧錐角卻變??；相同的燃油噴射壓力下，噴孔直徑越小，在一定時(shí)間內(nèi)噴霧貫穿距、噴霧面積越大，而小孔徑噴孔對應(yīng)的噴霧錐角呈現(xiàn)先比大孔徑噴孔大后比其小的特點(diǎn)；隨著環(huán)境

4、溫度及壓力的增大，液相噴霧蒸發(fā)加劇，可見噴霧量減少；帶有后噴的燃油噴射策略與單次噴射相比，燃油噴霧貫穿距及擴(kuò)展面積都呈現(xiàn)增大的趨勢，且隨著主噴與后噴時(shí)間間隔的增大貫穿距及擴(kuò)展面積增大趨勢更加明顯。對于I、Ⅱ兩種類型雙層分流燃燒室的噴霧可視化試驗(yàn)結(jié)果表明：在相同的燃油噴射壓力下，同一時(shí)刻Ⅱ型燃燒室有更大的噴霧擴(kuò)展面積，噴霧在燃燒室上下層分配更合理；隨著噴油壓力升高，I、Ⅱ型燃燒室中噴霧擴(kuò)展面積都呈增大趨勢；孔徑對燃燒室中噴霧擴(kuò)展影響不大，

5、大孔徑噴霧擴(kuò)展面積稍大；隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增大，噴油量增多，相同噴射壓力下，小負(fù)荷的噴霧油束更小，發(fā)展速率更快，更有利于油氣的混合，易形成較為均勻的混合氣；隨著負(fù)荷增大燃油噴霧在碰撞臺(tái)附近導(dǎo)向圓弧和狹縫中燃油濃度大，且狹縫中溫度較低，氣流較弱，不利于燃油噴霧的霧化和蒸發(fā)，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合油霧分布合理分配燃燒室上下層比例并減少進(jìn)入狹縫中的燃油噴霧十分必要；后噴策略可以優(yōu)化噴霧發(fā)展效果。數(shù)值模擬結(jié)果表明：燃燒室凹坑過深會(huì)造成燃油噴霧在凹坑中的聚