柴油机喷雾特性试验与混合气形成的影响因素研究
发布时间：2021-10-12 21:35
随着排放法规的不断升级与能源短缺的问题越来越突出,高功率密度、低油耗、清洁排放已经逐渐成为现代内燃机的主流发展趋势。柴油机以其独特的性能优势,越来越受到广泛的应用。柴油机以扩散燃烧为主,燃油与空气的混合过程是影响燃烧过程的关键,油、气混合的好坏直接影响到柴油机的动力性、经济性和排放性能。为此,针对一款高速直喷柴油机,采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了柴油机的喷雾特性、油与气混合过程及混合气的质量,并对影响混合气形成的因素进行了分析与研究。首先,建立了该款柴油机喷油器内部流动空间的三维几何模型,利用CFD软件建立了模拟喷油器针阀运动的动态模拟计算模型,计算了喷孔内部燃油的空化流动情况。分析了针阀上升过程、保持过程、下降过程中,喷孔内部流动情况以及空化区域的变化,并将喷孔出口平面的具体流动信息作为柴油机喷雾模拟的边界条件。研究结果表明：针阀打开的过程中,喷孔内部的空化迅速发展,空化区域逐渐增大；针阀升程保持不变时,喷孔内部空化基本稳定,但喷孔出口平面的空化继续发展,逐渐出现完全空化现象并趋于稳定；针阀关闭的过程中,喷孔内部总的空化区域基本稳定,但是完全空化的区域逐渐增大,在针阀即将关闭...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１喷油器内部空间实体模型??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｉｎｊｅｃｔｏｒ?ｉｎｔｅｒｉｏｒ?ｓｐａｃｅ??
图２－３局部网格模型??Ｆｉｇ．２－３?Ｐａｒｔｉａｌ?ｍｅｓｈ?ｍｏｄｅｌ??算参数的设置??时，选择基于曲轴转角的方式进行瞬态计算，转速为２２００ｒ／始转角为７１３°?ＣＡ，结束时刻为７３５°?ＣＡ。计算步长的选取对性有很大的影响，步长太大会引起计算发散，步长太小又会过慢，所需要选择合理的步长。一般，在针阀打开初期，长，Ｗ保证计算的收敛性；之后，在确保计算精度的基础增大计算步长，提高计算速度。??器的入口、出口均为压力边界条件，进口压力６？＝１６０ｔ１４ｗ，出表面流体无滑移并忽略表面传热，近壁面区域采用标准处理。柴油液相、气相物理属性如表２－１所示。计算时假设柴缩流体，不考虑柴油流动过程中能量损失和转化，忽略柴油黏
??所示的梯形。如图２－３为局部网格模型。网格总数约为７０万。??０．３????ｒ－?／?＼??０?Ｉ?／?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｊ???７１０?７１５?７２０?７?巧?７３０?７３５?７４０??曲轴转角／°?ＣＡ??图２－２?簡化的针阀升程曲线??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ?ｎｅｅｄｌｅ?ｌｉｆｔ?ｃｕｒｖｅ??Ｖｉ??图２－３局部网格模型??Ｆｉｇ．２－３?Ｐａｒｔｉａｌ?ｍｅｓｈ?ｍｏｄｅｌ??２．２．３计算参数的设置??计算时，选择基于曲轴转角的方式进行瞬态计算，转速为２２００ｒ／ｍｉｎ，??计算起始转角为７１３°?ＣＡ，结束时刻为７３５°?ＣＡ。计算步长的选取对于计??算的收敛性有很大的影响，步长太大会引起计算发散，步长太小又会导致??计算速度过慢，所需要选择合理的步长。一般，在针阀打开初期，选择??较小的步长，Ｗ保证计算的收敛性；之后，在确保计算精度的基础上，可??适当增大计算步长，提高计算速度。??喷油器的入口、出口均为压力边界条件，进口压力６？＝１６０ｔ１４ｗ，出口皮??为表面流体无滑移并忽略表面传热
【参考文献】：
期刊论文
[1]现代柴油轿车的发展与应用[J]. 江敏. 安徽科技. 2014(04)
[2]共轨系统变结构喷油嘴喷雾特性试验研究[J]. 陈大陆,夏兴兰,王胜利. 现代车用动力. 2012(04)
[3]高压共轨直喷式柴油机混合气浓度场对快速NO生成影响的研究[J]. 林学东,袁方恩,高莹. 内燃机工程. 2012(03)
[4]喷油器参数对直喷柴油机喷油及燃烧过程的影响研究[J]. 吕峰,蔡忆昔,李小华,李晓明. 拖拉机与农用运输车. 2009(06)
[5]燃烧室偏置对缸内流场的影响[J]. 杨建军,黄海波,曾东建,林开云. 西华大学学报(自然科学版). 2009(05)
[6]喷雾夹角对柴油机性能影响的数值模拟[J]. 舒歌群,马维忍,许世杰,何旭. 工程热物理学报. 2008(07)
[7]激光诱导荧光法用于内燃机燃烧可视化的研究进展[J]. 马骁,何旭,王建昕. 车用发动机. 2008(01)
[8]喷油器内部瞬态流动三维数值模拟研究[J]. 李霞明,周华,刘庆,罗新浩,何志霞,王谦. 拖拉机与农用运输车. 2007(05)
[9]柴油机燃烧室形状对混合气形成的影响[J]. 刘安. 现代车用动力. 2007(02)
[10]喷雾模型的发展及其在内燃机CFD中的应用[J]. 史春涛,周颖,张宝如,田晓松. 拖拉机与农用运输车. 2006(02)
博士论文
[1]高速直喷柴油机混合气形成动态特性及其对燃烧过程的影响[D]. 田维.吉林大学 2010
硕士论文
[1]高压共轨柴油机混合气形成及燃烧特性的研究[D]. 崔磊.吉林大学 2013
[2]共轨条件下系统参数对喷雾特性的影响[D]. 张培红.河南科技大学 2012
[3]小型高速航空柴油机混合气形成的仿真分析[D]. 雒先.北京交通大学 2011
[4]高压共轨燃油喷射雾化特性试验研究[D]. 岂斌.中南大学 2010
[5]柴油机燃油高压喷雾PIV测量及数值模拟[D]. 万吉安.华中科技大学 2004
本文编号：3433340
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：109 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１喷油器内部空间实体模型??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｉｎｊｅｃｔｏｒ?ｉｎｔｅｒｉｏｒ?ｓｐａｃｅ??
图２－３局部网格模型??Ｆｉｇ．２－３?Ｐａｒｔｉａｌ?ｍｅｓｈ?ｍｏｄｅｌ??算参数的设置??时，选择基于曲轴转角的方式进行瞬态计算，转速为２２００ｒ／始转角为７１３°?ＣＡ，结束时刻为７３５°?ＣＡ。计算步长的选取对性有很大的影响，步长太大会引起计算发散，步长太小又会过慢，所需要选择合理的步长。一般，在针阀打开初期，长，Ｗ保证计算的收敛性；之后，在确保计算精度的基础增大计算步长，提高计算速度。??器的入口、出口均为压力边界条件，进口压力６？＝１６０ｔ１４ｗ，出表面流体无滑移并忽略表面传热，近壁面区域采用标准处理。柴油液相、气相物理属性如表２－１所示。计算时假设柴缩流体，不考虑柴油流动过程中能量损失和转化，忽略柴油黏
??所示的梯形。如图２－３为局部网格模型。网格总数约为７０万。??０．３????ｒ－?／?＼??０?Ｉ?／?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｊ???７１０?７１５?７２０?７?巧?７３０?７３５?７４０??曲轴转角／°?ＣＡ??图２－２?簡化的针阀升程曲线??Ｆｉｇ．２－２?Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ?ｎｅｅｄｌｅ?ｌｉｆｔ?ｃｕｒｖｅ??Ｖｉ??图２－３局部网格模型??Ｆｉｇ．２－３?Ｐａｒｔｉａｌ?ｍｅｓｈ?ｍｏｄｅｌ??２．２．３计算参数的设置??计算时，选择基于曲轴转角的方式进行瞬态计算，转速为２２００ｒ／ｍｉｎ，??计算起始转角为７１３°?ＣＡ，结束时刻为７３５°?ＣＡ。计算步长的选取对于计??算的收敛性有很大的影响，步长太大会引起计算发散，步长太小又会导致??计算速度过慢，所需要选择合理的步长。一般，在针阀打开初期，选择??较小的步长，Ｗ保证计算的收敛性；之后，在确保计算精度的基础上，可??适当增大计算步长，提高计算速度。??喷油器的入口、出口均为压力边界条件，进口压力６？＝１６０ｔ１４ｗ，出口皮??为表面流体无滑移并忽略表面传热
【参考文献】：
期刊论文
[1]现代柴油轿车的发展与应用[J]. 江敏. 安徽科技. 2014(04)
[2]共轨系统变结构喷油嘴喷雾特性试验研究[J]. 陈大陆,夏兴兰,王胜利. 现代车用动力. 2012(04)
[3]高压共轨直喷式柴油机混合气浓度场对快速NO生成影响的研究[J]. 林学东,袁方恩,高莹. 内燃机工程. 2012(03)
[4]喷油器参数对直喷柴油机喷油及燃烧过程的影响研究[J]. 吕峰,蔡忆昔,李小华,李晓明. 拖拉机与农用运输车. 2009(06)
[5]燃烧室偏置对缸内流场的影响[J]. 杨建军,黄海波,曾东建,林开云. 西华大学学报(自然科学版). 2009(05)
[6]喷雾夹角对柴油机性能影响的数值模拟[J]. 舒歌群,马维忍,许世杰,何旭. 工程热物理学报. 2008(07)
[7]激光诱导荧光法用于内燃机燃烧可视化的研究进展[J]. 马骁,何旭,王建昕. 车用发动机. 2008(01)
[8]喷油器内部瞬态流动三维数值模拟研究[J]. 李霞明,周华,刘庆,罗新浩,何志霞,王谦. 拖拉机与农用运输车. 2007(05)
[9]柴油机燃烧室形状对混合气形成的影响[J]. 刘安. 现代车用动力. 2007(02)
[10]喷雾模型的发展及其在内燃机CFD中的应用[J]. 史春涛,周颖,张宝如,田晓松. 拖拉机与农用运输车. 2006(02)
博士论文
[1]高速直喷柴油机混合气形成动态特性及其对燃烧过程的影响[D]. 田维.吉林大学 2010
硕士论文
[1]高压共轨柴油机混合气形成及燃烧特性的研究[D]. 崔磊.吉林大学 2013
[2]共轨条件下系统参数对喷雾特性的影响[D]. 张培红.河南科技大学 2012
[3]小型高速航空柴油机混合气形成的仿真分析[D]. 雒先.北京交通大学 2011
[4]高压共轨燃油喷射雾化特性试验研究[D]. 岂斌.中南大学 2010
[5]柴油机燃油高压喷雾PIV测量及数值模拟[D]. 万吉安.华中科技大学 2004
本文编号：3433340
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