高海拔環(huán)境下柴油機噴霧撞壁及燃燒特性研究.pdf

1、我國高原分布較廣，海拔3000米以上高原面積約占全國總面積的26％。隨著海拔高度的增加，大氣壓力降低，空氣密度和含氧量減少。柴油機運行在高海拔地區(qū)時，噴霧貫穿距離增加，導致噴霧撞壁現(xiàn)象加劇，造成壁面油膜堆積，近壁面區(qū)域混合氣過濃，后燃現(xiàn)象嚴重，功率下降，燃油消耗率上升，熱負荷增大。針對上述問題開展高海拔環(huán)境下柴油機噴霧撞壁特性與燃燒放熱機制研究研究，具有十分重要的意義。
　　首先，本文為了驗證高背壓下噴霧撞壁模型的預測精度，建立了

2、高壓定容噴霧撞壁實驗系統(tǒng)。在此基礎上，開展了噴射壓力、噴孔直徑、環(huán)境背壓、壁面形狀、壁面溫度對噴霧撞壁過程影響的實驗研究，構建了定量描述噴霧撞壁發(fā)展形態(tài)的特征參數(shù)，獲得了噴射條件、環(huán)境條件、壁面特性對噴霧撞壁特性的影響規(guī)律。構建了噴霧撞壁過程仿真模型，選擇不同的噴霧撞壁模型得到仿真結果，與實驗結果進行對比，得出了Bai Gosman噴霧撞壁模型的預測精度較高。
　　其次，應用三維仿真軟件AVL FIRE建立了某型增壓中冷柴油機燃燒

3、過程的仿真模型，從缸內(nèi)流動特性、霧化特性、噴霧撞壁特性、油氣混合特性以及燃燒放熱特性五個方面深入分析了海拔分別在1000m、2000m、3000m、4000m下柴油機缸內(nèi)燃燒過程進行的內(nèi)在機制，獲得了高海拔下柴油機動力性下降的內(nèi)在原因。為了進一步分析噴霧撞壁對燃燒過程的影響機制，本文定義了近壁面區(qū)域，定量分析了近壁面區(qū)域的燃油與氧氣質(zhì)量分布、油氣混合均勻性以及燃燒放熱規(guī)律。結論表明，海拔4000m下柴油機撞壁燃油質(zhì)量較多，燃油蒸氣率先觸