柴油機(jī)混合燃料噴霧特性研究.pdf

1、排放法規(guī)對(duì)柴油機(jī)要求越來越嚴(yán)格，這使得有必要獲得更加準(zhǔn)確的發(fā)生在燃油噴射期間的霧化、蒸發(fā)以及和著火燃燒相關(guān)的物理、化學(xué)現(xiàn)象。同時(shí)，新一代內(nèi)燃機(jī)燃燒理論與技術(shù)的發(fā)展使得柴油機(jī)和汽油機(jī)的技術(shù)愈來愈接近，發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)跟據(jù)混合燃料成分的變化來組織不同的燃燒方式，因此必須充分認(rèn)識(shí)各種混合燃料的噴霧特性和燃燒特性。
　　 平面激光誘導(dǎo)熒光(planar laser induced fluorescence PLIF)是測(cè)量燃料噴霧濃度場(chǎng)和溫

2、度場(chǎng)的有效工具，對(duì)噴霧流場(chǎng)不產(chǎn)生干擾，能夠很好的跟蹤瞬態(tài)變化的噴霧場(chǎng)，展現(xiàn)噴霧的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
　　 論文中把青島地區(qū)的汽油和柴油按照1:2體積比進(jìn)行了混合，并定義為參考油。在參考油的基礎(chǔ)上，利用蒸餾釜設(shè)備按照40～240℃、40～270℃、40～300℃三個(gè)鎦程對(duì)參考油進(jìn)行蒸餾，并提取相應(yīng)餾分的混合燃料為研究對(duì)象，利用PLIF測(cè)試技術(shù)研究它們的噴霧、蒸發(fā)和混合機(jī)理，以及噴霧空間分布。
　　 結(jié)果顯示混合燃料的揮發(fā)性和粘

3、度對(duì)蒸發(fā)環(huán)境下的噴霧貫穿距離有一定的影響，揮發(fā)性越高，噴霧貫穿距離越長(zhǎng)，粘度越高，噴霧貫穿距離越短；在蒸發(fā)環(huán)境下，混合燃料的揮發(fā)性是影響噴霧特性的主要原因；揮發(fā)性相差最大的兩種混合燃料的最大貫穿距離相差將近14%；混合燃料的揮發(fā)性對(duì)混合燃料噴霧錐角有較小的影響，混合燃料的揮發(fā)性增加55%時(shí)噴霧錐角只增加了5%，并且隨著環(huán)境密度、噴射壓力的增加，揮發(fā)性對(duì)噴霧錐角的影響在減??；四種混合燃料的近場(chǎng)噴霧錐角都呈現(xiàn)先減小然后保持一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值

4、直至噴射結(jié)束，遠(yuǎn)場(chǎng)噴霧錐角呈現(xiàn)先減小然后保持不變之后再增加的趨勢(shì)，但是全程的遠(yuǎn)場(chǎng)噴霧錐角變化很??；遠(yuǎn)場(chǎng)噴霧錐角要比近場(chǎng)噴霧錐角大15°～18°左右；噴霧的貫穿速率與總的空氣卷吸率和燃油-空氣混合過程有關(guān)。燃料的密度對(duì)噴霧貫穿距離有一定的影響。高的燃油密度導(dǎo)致低的空氣.燃油比，減弱了噴霧的卷吸運(yùn)動(dòng)，燃料擴(kuò)散、蒸發(fā)過程減慢，造成噴霧貫穿距離變短，反之亦然；環(huán)境密度對(duì)混合燃料噴霧貫穿距離有顯著的影響，環(huán)境密度越高噴霧貫穿距離明顯減小，由于環(huán)境

5、密度升高使空氣阻力增大，環(huán)境密度越高，噴霧錐角越大；噴射壓力對(duì)混合燃料噴霧貫穿距離有一定影響。噴油壓力越高，混合燃料的噴霧貫穿距離越長(zhǎng)。噴射壓力對(duì)混合燃料噴霧錐角(近場(chǎng)錐角和遠(yuǎn)場(chǎng)錐角)有一定的影響。隨著噴射壓力的提高，近場(chǎng)噴霧錐角呈現(xiàn)出小幅度的增長(zhǎng)，但是不同于環(huán)境密度提高的影響，近場(chǎng)噴霧錐角呈現(xiàn)出先急劇減小(0.1-0.2ms)再保持不變的趨勢(shì)；噴射壓力從140MPa升高到180MPa的過程中遠(yuǎn)場(chǎng)噴霧錐角增加了3°左右，從180MPa升

6、高到220MPa的過程中遠(yuǎn)場(chǎng)噴霧錐角增加了1°左右；噴孔直徑越小，噴霧貫穿距離越短。噴孔直徑對(duì)混合燃料的近、遠(yuǎn)場(chǎng)噴霧錐角都有一定的影響，噴孔直徑對(duì)遠(yuǎn)場(chǎng)噴霧錐角的影響大于對(duì)近場(chǎng)噴霧錐角的影響。噴孔直徑從0.18mm縮小到0.10mm的過程中，近場(chǎng)噴霧錐角縮小了4～5°左右，遠(yuǎn)場(chǎng)噴霧錐角縮小了6～8°左右，燃料揮發(fā)性對(duì)噴霧最大貫穿距離增長(zhǎng)率的影響分別為15.31%、15.23%、13.85%，揮發(fā)性對(duì)近場(chǎng)噴霧錐角增長(zhǎng)率的影響分別為14.18