直喷汽油机喷嘴孔内空化瞬态发展及其影响射流破碎的机理研究
发布时间：2022-01-05 20:27
为进一步优化燃烧效率、瞬时响应特性及燃烧过程可控性,新一代缸内直喷汽油机（GDI）燃油喷射压力被提高至35MPa,且50MPa超高压喷射系统已经进入研发阶段。虽然GDI喷射压力仍远低于柴油机,但由于汽油饱和蒸汽压高于柴油(Psat|汽油≈80kPa,Psat|柴油≈30kPa),更易发生空化,因此其燃油喷射过程喷孔内极易出现类似柴油机的空化多相流态,进而对喷孔流量和射流破碎造成显著影响。在这种背景下,以喷孔内瞬时空化多相流态为起点,对GDI燃油喷射过程进行研究,明晰喷孔内空化现象的发生、发展、溃灭及形态变异等瞬时演变机理,充分考虑空化效应对喷孔流量及瞬时喷雾特性的影响,可以实现更为精确可靠的GDI超高压燃油喷射过程控制。本文以GDI喷油器临界空化数一维数学模型构建为切入点,在揭示GDI喷孔内存在空化多相流态的基础上,结合数值模拟技术与阴影成像可视化试验,围绕两个科学问题展开研究——“空化形态瞬时演变机理及其对雾化过程的影响机制”与“不凝性气体对空化强度的影响机制及空化强度的主动控制方法”。为证明以喷...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：194 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
液态燃油雾化过程三大影响因素
图 1.2 燃油喷射和雾化过程研究起点前移示意目前新一代 GDI 汽油机喷射系统油压可达 35MPa，以进一步优化燃烧效率时响应特性和燃烧过程可控性，且 50MPa 的超高压喷射系统已经进入研发，在这种超高压喷射条件下，GDI 喷油器喷孔内不可避免地出现以空化现象因的复杂多相流态，从而对喷孔出口流量、射流破碎及缸内混合气形成产生
并充分考虑其对喷孔流量和喷雾特性的直接影响，进而明晰 GDI 喷高压喷射条件下的流量和喷雾特性，为 GDI 超高压燃油喷射过程的全面燃烧系统优化奠定坚实的理论基础，如图 1.2 所示。2 空化的基本原理和分类空化现象在自然界和工业领域普遍存在。这一概念最早在船舶动力领：1893 年及其后的数年中，英国的一条驱逐舰和一条汽轮机船先后在航然发生航速下跌，检查发现是由于螺旋桨桨叶被击穿，而这正是空化现象导 1.3 所示即为一个典型的螺旋桨桨叶被空化泡击穿案例；1897 年，英rnaby 在研究船舶螺旋桨推进效率严重下降问题的过程中，参考了 Reynold旋桨上压力降低至真空时，将有空气被吸入”的分析，将击穿螺旋桨桨叶水动力学现象定义为空化(Cavitation)，这是空化这一概念第一次被正式32]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]车用内燃机技术发展趋势[J]. 苏万华,张众杰,刘瑞林,乔英俊. 中国工程科学. 2018(01)
[2]燃油温度对柴油喷射过程影响的试验[J]. 何志霞,张鑫,陶希成,张文权,陈舟. 内燃机学报. 2017(05)
[3]柴油机原型喷嘴内瞬态流动的特性试验[J]. 张正洋,何志霞,郭根苗,孙申鑫,陶希成. 内燃机学报. 2017(02)
[4]柴油喷孔内云空化的试验和大涡模拟[J]. 何志霞,纪长浩,陈驭航,郭根苗. 内燃机学报. 2016(06)
[5]柴油机喷孔内空化过程与流动特性研究[J]. 仇滔,宋鑫,雷艳,徐慧. 农业机械学报. 2016(09)
[6]高压喷射条件下非常态燃油喷嘴内部空化流动特性[J]. 刘琦,欧阳光耀,杨昆,孙宇鹏. 农业机械学报. 2016(06)
[7]基于拉格朗日方法的非定常空化流动研究[J]. 赵宇,王国玉,黄彪,吴钦,王复峰. 工程力学. 2015(09)
[8]出口压力对柴油喷油器流量特性影响的试验研究[J]. 仇滔,冯祥,雷艳,代贺飞,徐慧,张传霞. 兵工学报. 2015(05)
[9]基于CFD的柴油机渐扩形喷孔喷嘴空穴流动特性研究[J]. 郑跃伟,崔慧峰. 内燃机. 2015(02)
[10]柴油机双层多孔喷油嘴内部空穴两相流动研究[J]. 王谦,李念,何志霞,闫毅,张亮. 江苏大学学报(自然科学版). 2015(02)
博士论文
[1]柴油机喷嘴结构对喷雾特性的影响研究[D]. 颜学升.江苏大学 2013
[2]柴油机喷嘴内空化效应的机理及射流破碎特征的研究[D]. 张军.天津大学 2010
硕士论文
[1]柴油机喷嘴内线空化特性及其对燃油喷射与喷雾影响的研究[D]. 孙申鑫.江苏大学 2018
本文编号：3571020
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：194 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
液态燃油雾化过程三大影响因素
图 1.2 燃油喷射和雾化过程研究起点前移示意目前新一代 GDI 汽油机喷射系统油压可达 35MPa，以进一步优化燃烧效率时响应特性和燃烧过程可控性，且 50MPa 的超高压喷射系统已经进入研发，在这种超高压喷射条件下，GDI 喷油器喷孔内不可避免地出现以空化现象因的复杂多相流态，从而对喷孔出口流量、射流破碎及缸内混合气形成产生
并充分考虑其对喷孔流量和喷雾特性的直接影响，进而明晰 GDI 喷高压喷射条件下的流量和喷雾特性，为 GDI 超高压燃油喷射过程的全面燃烧系统优化奠定坚实的理论基础，如图 1.2 所示。2 空化的基本原理和分类空化现象在自然界和工业领域普遍存在。这一概念最早在船舶动力领：1893 年及其后的数年中，英国的一条驱逐舰和一条汽轮机船先后在航然发生航速下跌，检查发现是由于螺旋桨桨叶被击穿，而这正是空化现象导 1.3 所示即为一个典型的螺旋桨桨叶被空化泡击穿案例；1897 年，英rnaby 在研究船舶螺旋桨推进效率严重下降问题的过程中，参考了 Reynold旋桨上压力降低至真空时，将有空气被吸入”的分析，将击穿螺旋桨桨叶水动力学现象定义为空化(Cavitation)，这是空化这一概念第一次被正式32]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]车用内燃机技术发展趋势[J]. 苏万华,张众杰,刘瑞林,乔英俊. 中国工程科学. 2018(01)
[2]燃油温度对柴油喷射过程影响的试验[J]. 何志霞,张鑫,陶希成,张文权,陈舟. 内燃机学报. 2017(05)
[3]柴油机原型喷嘴内瞬态流动的特性试验[J]. 张正洋,何志霞,郭根苗,孙申鑫,陶希成. 内燃机学报. 2017(02)
[4]柴油喷孔内云空化的试验和大涡模拟[J]. 何志霞,纪长浩,陈驭航,郭根苗. 内燃机学报. 2016(06)
[5]柴油机喷孔内空化过程与流动特性研究[J]. 仇滔,宋鑫,雷艳,徐慧. 农业机械学报. 2016(09)
[6]高压喷射条件下非常态燃油喷嘴内部空化流动特性[J]. 刘琦,欧阳光耀,杨昆,孙宇鹏. 农业机械学报. 2016(06)
[7]基于拉格朗日方法的非定常空化流动研究[J]. 赵宇,王国玉,黄彪,吴钦,王复峰. 工程力学. 2015(09)
[8]出口压力对柴油喷油器流量特性影响的试验研究[J]. 仇滔,冯祥,雷艳,代贺飞,徐慧,张传霞. 兵工学报. 2015(05)
[9]基于CFD的柴油机渐扩形喷孔喷嘴空穴流动特性研究[J]. 郑跃伟,崔慧峰. 内燃机. 2015(02)
[10]柴油机双层多孔喷油嘴内部空穴两相流动研究[J]. 王谦,李念,何志霞,闫毅,张亮. 江苏大学学报(自然科学版). 2015(02)
博士论文
[1]柴油机喷嘴结构对喷雾特性的影响研究[D]. 颜学升.江苏大学 2013
[2]柴油机喷嘴内空化效应的机理及射流破碎特征的研究[D]. 张军.天津大学 2010
硕士论文
[1]柴油机喷嘴内线空化特性及其对燃油喷射与喷雾影响的研究[D]. 孙申鑫.江苏大学 2018
本文编号：3571020
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3571020.html
