GDI發(fā)動機缸內(nèi)滾流特性及其對噴霧的影響研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、缸內(nèi)直噴汽油機(Gasoline Direct Injection,GDI)以良好的動力性和較低的燃油消耗率正被逐漸廣泛采用。但相對傳統(tǒng)燃油氣道噴射,缸內(nèi)直噴燃油噴射壓力高,造成油束撞壁排放惡化。同時燃油霧化混合時間縮短,混合氣形成循環(huán)變動加劇,導(dǎo)致燃燒循環(huán)變動增大,發(fā)動機性能下降??梢姡己玫幕旌蠚庑纬墒荊DI發(fā)動機性能提升與優(yōu)化的關(guān)鍵,而缸內(nèi)氣流運動是影響混合氣形成的重要因素。因此,明確缸內(nèi)氣流運動與燃油噴霧混合的相互關(guān)系,就成為直

2、噴汽油機研究的重點之一。
  本文利用 PIV技術(shù)在一臺基于直噴汽油機改造的可變滾流光學(xué)發(fā)動機上研究了三種不同進氣狀況下的缸內(nèi)滾流運動,利用本征正交分解方法對缸內(nèi)滾流及其對循環(huán)變動的影響進行研究。并在高、低滾流比工況下開展噴霧,研究缸內(nèi)流動組織對燃油噴霧混合的影響,根據(jù)Mie散射光強統(tǒng)計油滴信息熵分布,分析混合氣的均勻程度。
  在發(fā)動機缸內(nèi)流動研究方面,通過調(diào)整進氣道入口處翻板和擋板促進發(fā)動機缸內(nèi)滾流提前形成并提高滾流比,

3、進氣門關(guān)閉時刻滾流比由開啟時的0.5提升到2左右。將 POD方法應(yīng)用于流場循環(huán)變動分析發(fā)現(xiàn),擬序流場是導(dǎo)致循環(huán)變動的主要因素,且單一大尺度滾流能削弱擬序流場。在重構(gòu)流場中,平均流場攜帶50%以上的流場能量,決定著每循環(huán)缸內(nèi)的基本流場結(jié)構(gòu);擬序流場包含著較大尺度的擬序結(jié)構(gòu),循環(huán)差異性大。通過增大缸內(nèi)滾流比,擬序流場占能比最大值由30%則下降為14%,擬序流場的循環(huán)變動削弱,從而抑制了缸內(nèi)整體氣流運動的循環(huán)變動。
  在滾流與噴霧混合

4、的相互影響方面,低滾流比工況下,噴霧使缸內(nèi)單一滾流在180℃A ATDC之前提早形成,但噴霧對高滾流比工況缸內(nèi)滾流的形成時刻影響較小。在噴霧開始后(After start of injection, ASOI)1.0ms之前(噴霧未結(jié)束),油束豎直向下速度大,橫向速度較小,貫穿距增加較快,相反噴霧錐角增加緩慢;1.0msASOI之后(噴霧結(jié)束),缸內(nèi)流動對油束發(fā)展起主要的影響作用,缸內(nèi)滾流使得油束卷吸增加其噴霧錐角,同時減緩貫穿距增加。

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