柴油及其混合燃油喷雾撞壁特性的实验研究

发布时间：2018-07-21 09:22

【摘要】：为了实现柴油机的高效清洁燃烧,增强内燃机缸内油-气混合效果的早喷技术得到了广泛应用,但是过早的喷油时刻会使燃油“湿壁”现象加剧,影响发动机缸内混合气燃烧及排放。而目前对于柴油及其混合燃油撞击润滑油膜的研究还不是很多,大多数的研究还只是关注柴油及其混合燃油撞击干壁或同种燃油油膜的情况。本课题利用自主搭建的燃油喷雾撞壁可视化实验系统,模拟研究发动机缸内柴油及其混合燃油喷雾撞壁形态及附壁燃油的特性。本文使用高速摄影法研究燃油喷雾撞壁特性及混合气的形成,研究不同参数(燃油温度、环境温度、壁面温度、环境压力及撞壁距离等)对柴油及其混合燃油喷雾撞壁形态的影响。研究表明:对于纯柴油,环境温度对铺展半径和卷吸高度的影响主要体现在对喷雾油束和附壁油膜边缘区域的蒸发作用;壁面温度的影响与环境温度的影响比较接近,主要影响燃油撞击壁面后油雾铺展过程中的蒸发过程,进而影响撞壁特性;而燃油温度的变化则影响了燃油的粘度、表面张力等理化特性,使燃油在撞壁面上的流动特性及与周围气体的卷吸作用发生变化。对于柴油-醇类混合燃油,随着燃油温度的升高,混合燃料撞壁油束的铺展半径和卷吸高度变化各不相同;环境温度的升高使混合燃料撞壁油束的铺展半径和卷吸高度均减小,减小幅度主要取决于醇类燃料的沸点;随着环境压力的升高,混合燃料撞壁油束的铺展半径和卷吸高度均减小;随着撞壁距离的增加,不同种类混合燃料撞壁油束的铺展半径和卷吸高度均减小,趋势基本保持一致。本文使用高精度油膜测厚仪测量燃油喷雾撞壁后形成的附壁燃油油膜厚度,研究不同参数对柴油及其混合燃油喷雾撞壁后形成的附壁油膜特性(油膜直径、厚度及油膜形状)的影响。研究表明:燃油油束垂直撞击干壁时,随着撞壁距离的增大,四种混合燃油的附壁燃油率都增大;撞击湿壁的情形与干壁相类似,但相比于干壁,燃油喷雾撞击湿壁后的附壁燃油率更大;随着撞壁距离的增大,混合燃油喷雾撞击干壁后的附壁油膜直径也逐渐变大,撞击湿壁后的附壁油膜直径大于撞击干壁后的;油束撞击干壁后,撞壁中心区域的油膜厚度最大,形成一个凸台结构;燃油喷雾撞击湿壁后形成的附壁油膜形状与干壁不同,为一个凹坑结构,此时最大油膜厚度点并不在撞壁中心处。
[Abstract]:The effects of different parameters ( fuel temperature , ambient temperature , wall temperature , ambient pressure and wall distance ) on the wall morphology of diesel oil and its mixed fuel are studied . For a dimple structure , the maximum oil film thickness point is not at the center of the crash wall .
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK421

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本文编号：2135069