基于PTC的噴油器內(nèi)燃油傳熱和噴霧研究.pdf

1、冷啟動困難、冷啟動排放高、冷啟動燃油燃燒效率低和燃料短缺是柴油機面臨的困境。研究表明,當(dāng)燃油溫度升高后,噴霧和霧化效果會得到改善,燃燒會更充分,排放也會降低。
　　化石燃料儲量有限且燃燒后會產(chǎn)生溫室氣體。而溫室氣體會對地球的氣候產(chǎn)生巨大的影響。由于生存壓力,人類社會迫切地去尋找可持續(xù)的清潔替代燃料。而替代燃料在發(fā)動機中冷啟動時的表現(xiàn)是其能否獲得應(yīng)用的重要因素。
　　本文提出基于PTC(Positivetemperaturec

2、oefficient)的噴油器工作原理,通過快速升高冷啟動時噴油器內(nèi)燃油溫度,以期解決長期困擾柴油機的冷啟動困難、燃燒效率低和排放高三個難題。由于冷啟動時通過噴油器提供的燃油量很小,加熱燃油所需要的電能很少。
　　PTC材料是正溫度系數(shù)材料,當(dāng)溫度低于居里點時,材料的電阻很小,PTC材料在短時間內(nèi)可將電能高效地轉(zhuǎn)化為熱能。當(dāng)溫度高于居里點時,PTC材料的電阻會急劇變大。通過選用不同居里點的PTC材料,可以為不同工況下、各類柴油機燃

3、油配置相應(yīng)的PTC-base噴油器(基于PTC的噴油器)用來控制噴油器中的燃油在想要的溫度范圍內(nèi)。
　　為了解決化石燃料短缺及其排放引起的環(huán)境問題,研究了生物柴油和混合燃料的相關(guān)物理化學(xué)屬性。為后續(xù)的理論和實驗研究做好準(zhǔn)備工作。
　　為了研究冷啟動時各種燃料在PTC-base噴油器中的表現(xiàn),建立了三個仿真模型,分別計算了不同燃料,不同轉(zhuǎn)速下穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的燃油流動和傳熱,得到了不同燃料、不同工況下,PTC-base噴油器的流動和

4、傳熱規(guī)律。
　　噴射到氣缸中的燃油應(yīng)該是霧化良好的。若非如此,燃油將不能充分燃燒,造成燃料的浪費,排放也會隨之升高。為此,我們建立了一個PTC-base噴油器的噴霧模型。并計算該模型在溫度,壓力,噴油角度,燃油成分變化的條件下燃油霧化的效果。
　　為了驗證PTC-base噴油器傳熱計算結(jié)果,本文設(shè)計了5個關(guān)聯(lián)實驗。分別是PTC材料物性實驗、熱電偶誤差校核實驗、噴油器入口壓力測試實驗、PTC-base噴油器溫度測試實驗和PTC