內(nèi)燃機中噴霧碰壁及油膜蒸發(fā)的數(shù)值模擬研究.pdf

1、內(nèi)燃機中不可避免地會發(fā)生噴霧碰壁及附壁油膜現(xiàn)象。在進氣道噴射汽油機冷啟動時期，由于噴射壓力和壁面溫度較低，使得噴霧霧化不充分。這些不能充分蒸發(fā)的燃油會落到進氣道壁面及進氣閥背部，產(chǎn)生油膜沉積。對于小缸徑的缸內(nèi)直噴汽油機，噴嘴與壁面距離較近，噴霧顆粒與空氣混合時間短，在活塞表面及氣缸套上也容易產(chǎn)生附壁油膜。這些未蒸發(fā)的液態(tài)油膜不僅會影響混合氣的形成，也會使HC排放增加。
　　隨著CFD流體仿真軟件的快速發(fā)展，實現(xiàn)了對缸內(nèi)工作過程的多

2、維數(shù)值模擬計算，為探究缸內(nèi)復雜湍流運動提供了可能。本文基于Fluent軟件，利用以歐拉-拉格朗日為基礎的DPM方法，建立了噴霧碰壁及油膜蒸發(fā)模型，研究了影響附壁油膜蒸發(fā)的因素，主要內(nèi)容包括:
　　根據(jù)文獻中的實驗條件，首先建立了低壓單孔的噴霧碰壁及油膜蒸發(fā)模型，并將噴油結(jié)束后14ms時刻的油膜厚度和不同時刻油膜面積的變化與實驗數(shù)據(jù)進行了對比。數(shù)值結(jié)果與實驗值吻合良好，驗證了模型的可靠性。在此模型基礎上分析了各種因素對油膜蒸發(fā)的影響

3、，包括噴射高度，噴油脈寬，噴射角度，噴射壓力，壁面溫度和空氣流速等，總結(jié)了油膜厚度，附壁油膜質(zhì)量比率和燃油蒸汽質(zhì)量比率的變化規(guī)律。
　　其次研究了缸內(nèi)直噴汽油機背景下的高壓多孔噴霧，并分析附壁油膜的形成及蒸發(fā)情況。根據(jù)實驗條件，建立了定容彈模型，與實驗結(jié)果中的貫穿距數(shù)據(jù)和噴霧碰壁形態(tài)作了對比，進而分析了噴射壓力、壁面溫度和環(huán)境背壓對蒸發(fā)量的影響。
　　最后加入活塞運動，模擬發(fā)動機壓縮行程后期的噴油情況。通過改變噴油定時及噴射