基于穩(wěn)態(tài)氣道試驗臺的GDI汽油機噴霧撞壁研究.pdf

1、基于基于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)氣道試驗臺的氣道試驗臺的GDI汽油機噴霧汽油機噴霧撞壁研究研究StudyonInCylinderWallImpingementfromaGDIEngineonSteadyFlowTestBench學科專業(yè)：動力機械及工程研究生：彭煒指導教師：林漫群高級工程師天津大學機械工程學院二零一三年五月摘要缸內直噴汽油機因為在動力性及燃油經(jīng)濟性方面的優(yōu)勢和潛力，是汽油機的重要發(fā)展方向。然而由于燃油直接在缸內噴射，在氣缸壁和活塞頂處易

2、發(fā)生燃油撞壁現(xiàn)象，進而導致顆粒物和HC排放的增加。歐Ⅵ排放法規(guī)將對汽油機的顆粒物排放提出嚴格的限制要求，所以研究氣流和噴霧的相互作用、探究噴霧撞壁規(guī)律具有理論意義及工程價值。本課題在氣道試驗臺上搭建了噴霧過程可視化觀測系統(tǒng)，包括噴油器驅動系統(tǒng)、高壓供油系統(tǒng)和可視化拍攝系統(tǒng)，研究直噴汽油機多孔噴油器在不同進氣氣流下的噴霧過程和噴霧撞壁情況，并使用MATLAB編程語言開發(fā)了專用程序處理圖像?；谏鲜鰵獾涝囼炁_可視化系統(tǒng)，開展了噴油壓力、噴油

3、脈寬、氣門升程、氣道壓差等關鍵直噴汽油機燃燒控制參數(shù)對噴霧形態(tài)發(fā)展和噴霧撞壁情況影響的實驗研究，結果表明：1）隨著噴油壓力增加，噴霧形態(tài)受氣流的影響減小，噴霧貫穿距增加，更容易發(fā)生撞壁；2）相同環(huán)境條件下噴油脈寬對噴霧的形態(tài)發(fā)展及是否發(fā)生撞壁情況沒有顯著影響；3）進氣氣流對噴霧形態(tài)有偏移、擠壓和擴散的作用。氣門升程固定時，這種作用隨著進氣道壓差的增大而增大；進氣道壓差固定時，這種作用隨著氣門升程增大呈現(xiàn)先增大后減小趨勢；4）進氣氣流影響

4、噴霧撞壁的區(qū)域分布，相同氣門升程時，隨著進氣道壓差增大，氣缸壁上的撞壁區(qū)域下移，撞壁現(xiàn)象逐漸削弱，在進氣道壓差足夠大時撞壁現(xiàn)象消失；相同氣道壓差時，中等氣門升程時撞壁區(qū)域略有偏下；5）結合噴霧形態(tài)變化及活塞位移情況可以預測活塞頂?shù)膰婌F撞壁情況，推遲噴油時刻SOI可以避免活塞頂?shù)膰婌F撞壁。相同條件時，噴油壓力越低、轉速越高，噴油時刻的臨界值越小。對進氣氣流下的噴霧過程的數(shù)值模擬計算結果表明：沿著氣缸壁運動的具有形成滾流趨勢的進氣氣流將可能