断油过程中小压力室柴油机喷油嘴内空化和倒吸机理研究

发布时间：2021-10-14 19:11

　　柴油发动机作为热效率最高的动力源之一,被广泛的应用于农业、工业、交通运输等领域。随着工业的不断发展,大气环境污染越来越严重,相应地颁布了一系列严格的排放法规,节约能源,减少有害物的排放是人们面临的重要问题之一。喷嘴作为柴油发动机燃油喷射系统的上游边界,燃油雾化质量不仅影响柴油发动机的动力性、经济性,而且还影响其排放性能。目前,大量实验和模拟研究表明,燃油雾化除了受空气动力等外流场因素影响外,还受到喷嘴内部流场的影响,因此,研究喷嘴内流场显得至关重要。随着柴油机喷油嘴多次喷射技术的广泛应用,非稳态燃油喷射阶段的比重相应增大,针阀开启和关闭过程中内流场的动态变化过程值得深入的研究。非稳态燃油喷射过程大多数集中在喷射条件和喷嘴结构,小压力室内空化和倒吸的研究鲜有报道,尤其断油过程中孔内空化和气体倒流现象。基于现有条件,自行搭建透明喷嘴可视化实验平台,利用高速相机结合背影成像技术对不同喷射条件下小压力室透明喷嘴内流场进行了可视化图像采集。实验结果表明,随着燃油入口质量流量增加,孔径增加等,小压力室透明喷嘴内更容易出现空化和倒吸现象,同时在断油阶段喷孔、压力室依次出现空化和倒吸现象,且喷嘴内最大... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２不同时刻喷孔内空化流动状态??５??

?第１章绪论???（２）二维结构喷嘴的研究??考虑到光穿过曲面时，会发生明显的折射现象。一旦实验材料与流动工质??的折射率相差较大时，就导致喷孔内燃油流态会产生视觉上的偏差以造成实验??结果不准确。马志炎等人［４８］搭建了观察二维喷孔内燃油流态实验台架，获得不??同条件下二维喷孔内空化发展的具体形态。２００３年，Ｄｍｋｏｋｕ等人＿通过对比??圆柱、二维矩形喷孔内燃油流态发现二者的空化形态具有相似之处。因此，后??来学者通常利用二维实验来验证模拟的可靠性。Ｓｕｈ和Ｌｅｅ等人＿借助２?ｍｍ?ｘ?９??ｍｍ和５?ｍｍ?ｘ?１３．５?ｍｍ两种二维喷嘴研宄了空化和雾化特性。Ｓｈｉｇｅｒｕ等人［５１］??通过二次喷射诱导超声速燃油流动对比了二维和三维流场的变化规律。Ｔｓｕｒｕ等??人［５２】通过二维收缩－发散喷嘴研宄了溶解空化量和自由流速对片空化起始过程的??影响。Ｓｏｕ等人［５３】利用４?ｍｍ?ｘ】ｍｍ和４?ｍｍ?ｘ?１６?ｍｍ两种类型二维矩形喷嘴，??研究了喷嘴内空化对喷射雾化的影响，并将孔内空化的发展分为：无空化、空??化初生、空化发展和超空化等，如图１．３所示。且定义了空化数??Ｇ二（忍－乃）／（〇．５ＰＡ）。空化数反映了喷孔空化程度的大小，为进一步分析喷??孔内空化流动机理以及未来柴油机喷油嘴结构优化和设计提供基矗??＇｜！?Ｉ！?Ｉ??—９」ＬＪ??无空化?空化初生?空化发展?超空化??图１．３涡空化的形成与发展??６??

Ｃｈａｖｅｓ等人［５５】获得。姜光军等??人［５６］通过加工实际尺寸透明喷嘴研究了不同喷射压、喷孔倾角、长径比以及燃??料类型下喷孔内空化产生密度。Ａｒｃｏｕｍａｎｉｓ等人针对不同喷射压力研究了实??际尺寸透明喷嘴内空化。同时，Ｂａｄｏｃｋ等人搭建了不同喷射压力下透明喷嘴??可视化实验平台，．观察０．２?ｍｍ孔径实际尺寸透明喷嘴内相应地空化流动。除此??之外，温度对喷孔内空化的影响较为显著。Ｚｈａｎｇ等人＿通过实验研宄了稳定喷??射阶段不同同温度下双孔喷嘴内的线空化的分布规律，如图１．４所示。Ｍａ等人??１６０１研宄实际尺寸错位双孔透明喷嘴内空化流动，与普通双孔喷嘴相比，错位双??孔透明喷嘴更容易产生线空化。在上述实验研宄表明，诸多因素影响实际尺寸??透明喷嘴内的空化流动。例如喷嘴几何尺寸（包括喷嘴结构、孔径、孔长和喷??孔倾角）、喷射压力、背压和燃料类型等。??Ｗ爆二導??２０?°Ｃ?３８．１?°Ｃ?５８?°Ｃ??图１．４?Ｍｉｎｉ－Ｓａｃ喷嘴内线空化随温度的变化规律??（４）?Ｘ射线获取实际喷嘴内流态??Ｘ射线具有很强的穿透本领，能透过许多可见不透明的实体。基于此，许多??学者应用此项技术获得实际柴油机喷油嘴内流场信息Ｉ６１－６３］。阿贡实验室率先采Ｊｌｊ??Ｘ射线获得实际喷孔内部流动状况％＃１。不同于阿贡实验室先进光子源７－ＢＭ束??线的中个测量，Ｓｗａｎｔｅｋ＾ｌ等人从整休平均测景的角度借助Ｘ射线相位对比成像??技术研宄了针阀落座和关闭后喷嘴内部燃油的流动状态，如图１．５所示。??７??

【参考文献】：
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硕士论文
[1]柴油机喷油器喷孔内空穴流动的可视化试验研究与数值模拟分析[D]. 马志炎.浙江大学 2013



本文编号：3436692