双层分流燃烧室内空间利用和喷雾分布的研究

发布时间：2021-04-12 14:00

　　应用可视化方法测试了不同喷油参数条件下3种双层分流燃烧室内的燃油喷雾扩散过程,探讨燃烧室的碰撞台、燃烧空间容积比例、燃烧空间形状等结构特征以及喷油压力和喷油正时等喷油参数对燃烧室内空间利用和燃油喷雾分布的影响.结果表明:提高喷油压力和提前喷油正时均增大了燃油喷雾的分布范围,提前喷油正时使燃油喷雾更早地进入了顶隙空间,降低了燃烧室结构对燃油喷雾分布的影响,但燃烧室的空间利用率下降;降低碰撞台位置和增大上层燃烧空间容积有利于燃烧室顶层空间的利用;剥离面可以促进下层燃烧空间内燃油喷雾的扩散;上层燃烧空间采用凸圆弧底面使燃烧室顶层区域在较早喷油正时时获得了较好的利用. 

【文章来源】：内燃机学报. 2020,38(03)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图1 双层分流燃烧室结构示意

3种双层分流燃烧室型线

可视化试验装置包括定容弹、燃油喷射系统、高速摄影系统和同步控制系统．图3为可视化试验装置示意，定容弹可承受最高温度为1 000 K，最高压力为10 MPa．燃油喷射系统包括单孔油嘴喷油器，HIP手动油压产生器和高压共轨管．高速摄影系统包括Photron高速摄像机以及SIGMA LS-LHA光源．同步控制系统硬件采用NI CompactRIO测控系统，具体包括NI cRIO-9075、NI 9751和NI 9401三部分，使用LabVIEW编写控制软件确保高速摄影和燃油喷射同步进行．试验时的拍摄帧速率为20 000幅/s，分辨率为872×752，曝光时间为1/20 409 s，光圈f为10.3.喷孔中心线所在的燃烧室最大纵截面是观测燃油喷雾扩散的最佳截面，若采用旋转的三维模型会遮挡部分光学通路，不能很好地观测燃油喷雾撞壁和在近壁面区域的分布等重要信息，模型在光学通路上的投影也不是最大纵截面[16]；若采用拉伸的二维模型会使燃油喷雾的铺展范围略有增大，两侧卷吸高度略有降低[17]，但对燃油附壁率、最大纵截面内的喷雾扩散和撞壁后的卷吸高度等影响不大[18]．可见，二维模型能够提供与真实燃烧室趋近的燃油喷雾碰撞展开特性，且有利于光学观察．因此，选择了由燃烧室最大纵截面拉伸而来、位置可灵活调节的二维模型并匹配单孔油嘴喷油器．图4为喷油器与燃烧室二维模型在定容弹内的安装示意，模型内的燃油喷射角度与单缸135柴油机内的燃油喷射角度一致．图5为燃烧室二维模型．

【参考文献】：
期刊论文
[1]柴油机侧卷流燃烧系统的燃烧及排放性能[J]. 李向荣,赵伟华,苏立旺,杨伟,乔振扬,刘福水.  内燃机学报. 2017(04)
[2]“BUMP燃烧室”内混合气形成的多维数值研究[J]. 赵昌普,苏万华,汪洋,余皎,林铁坚.  内燃机学报. 2003(06)
[3]燃烧室壁面形状对撞壁射流气体混合过程的影响[J]. 苏万华,林荣文,谢辉,史绍熙.  燃烧科学与技术. 1996(04)

博士论文
[1]燃油喷雾撞壁附壁油膜及近壁区域混合气分布特性研究[D]. 于晗正男.天津大学 2017

硕士论文
[1]高海拔环境下柴油机喷雾撞壁及燃烧特性研究[D]. 王成龙.北京交通大学 2016
[2]交叉孔喷油嘴与双层分流燃烧系统的喷雾和燃烧特性实验研究[D]. 赵明.大连理工大学 2015
[3]直喷式柴油机双层分流燃烧系统研究[D]. 陈火雷.大连理工大学 2012



本文编号：3133423