交叉孔噴油嘴與雙層分流燃燒系統(tǒng)的噴霧和燃燒特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、為了減小傳統(tǒng)柴油機(jī)燃燒路徑中的局部當(dāng)量比，加快燃油空氣混合速率，本課題組提出了交叉孔噴油嘴與雙層分流燃燒系統(tǒng)來分別加強(qiáng)噴霧的湍流擾動(dòng)和分散度，從而降低碳煙排放并提高燃燒效率。為了更好地優(yōu)化交叉孔噴油嘴和雙層分流燃燒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，全面地和深入地了解它們的噴霧和燃燒特性是非常必要的。
　　本實(shí)驗(yàn)研究以自主搭建的噴霧與燃燒可視化測(cè)試系統(tǒng)為平臺(tái)，利用直接攝影法和火焰自然發(fā)光法對(duì)交叉孔噴油嘴的自由噴霧以及雙層分流燃燒系統(tǒng)內(nèi)碰撞噴霧的噴霧特性和

2、燃燒特性進(jìn)行了測(cè)量。
　　交叉孔噴油嘴實(shí)驗(yàn)部分采用兩個(gè)不同子噴孔相交角度的交叉孔噴油嘴和一個(gè)單孔噴油嘴，從噴油壓力的影響、環(huán)境氣體密度的影響和環(huán)境溫度的影響三方面探究了噴霧特性，并在不同噴油壓力下探究了燃燒特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:交叉孔噴油嘴與單孔噴油嘴相比噴霧貫穿距較小，正向和側(cè)向噴霧錐角都較大，這些差別隨子噴孔相交角度的增大和噴射壓力的提高而增大;環(huán)境氣體密度對(duì)交叉孔噴油嘴的噴霧貫穿距和噴霧錐角影響較大;環(huán)境氣體溫度的升高對(duì)交叉孔

3、噴油嘴的液相噴霧貫穿距和液相噴霧錐角的減小作用更明顯，說明交叉孔噴油嘴噴霧粒徑更細(xì);在較低噴射壓力下交叉孔噴油嘴的滯燃期更長(zhǎng)，與單孔噴油嘴的差別隨著噴射壓力的提高而減小;交叉孔噴油嘴噴霧的火焰總強(qiáng)度更低，表明更低的碳煙含量，隨著噴射壓力的升高和子噴孔相交角度的增大火焰亮度降低更明顯。
　　雙層分流燃燒系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)部分采用二維模型模擬ω燃燒室和雙層分流燃燒室，從兩種燃燒室的對(duì)比、不同噴油壓力的影響以及不同活塞位置的影響三方面進(jìn)行探究。兩

4、種燃燒室對(duì)比的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:雙層分流燃燒室下層的型線設(shè)計(jì)可以減少噴霧濕壁，碰撞臺(tái)上方和擠流區(qū)內(nèi)燃油較濃，ω燃燒室的局部濃區(qū)分布在活塞坑底和凹坑邊緣上方，擠流區(qū)內(nèi)幾乎沒有燃油分布;雙層分流燃燒系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了燃油的分層燃燒，上層比下層的火焰亮度高，燃燒持續(xù)期長(zhǎng)，而ω燃燒系統(tǒng)內(nèi)燃燒大部分集中在活塞凹坑內(nèi)，火焰進(jìn)入擠流區(qū)深度很小;雙層分流燃燒室內(nèi)由于噴霧擴(kuò)散度高，中負(fù)荷下相對(duì)火焰面積較大，但大負(fù)荷下兩種燃燒室的最大相對(duì)火焰面積差不多。對(duì)雙層分流燃燒