柴油機混合燃料噴霧特性研究.pdf

1、排放法規(guī)對柴油機要求越來越嚴格，這使得有必要獲得更加準確的發(fā)生在燃油噴射期間的霧化、蒸發(fā)以及和著火燃燒相關(guān)的物理、化學(xué)現(xiàn)象。同時，新一代內(nèi)燃機燃燒理論與技術(shù)的發(fā)展使得柴油機和汽油機的技術(shù)愈來愈接近，發(fā)動機可能會跟據(jù)混合燃料成分的變化來組織不同的燃燒方式，因此必須充分認識各種混合燃料的噴霧特性和燃燒特性。
　　 平面激光誘導(dǎo)熒光(planar laser induced fluorescence PLIF)是測量燃料噴霧濃度場和溫

2、度場的有效工具，對噴霧流場不產(chǎn)生干擾，能夠很好的跟蹤瞬態(tài)變化的噴霧場，展現(xiàn)噴霧的幾何結(jié)構(gòu)特點。
　　 論文中把青島地區(qū)的汽油和柴油按照1:2體積比進行了混合，并定義為參考油。在參考油的基礎(chǔ)上，利用蒸餾釜設(shè)備按照40～240℃、40～270℃、40～300℃三個鎦程對參考油進行蒸餾，并提取相應(yīng)餾分的混合燃料為研究對象，利用PLIF測試技術(shù)研究它們的噴霧、蒸發(fā)和混合機理，以及噴霧空間分布。
　　 結(jié)果顯示混合燃料的揮發(fā)性和粘

3、度對蒸發(fā)環(huán)境下的噴霧貫穿距離有一定的影響，揮發(fā)性越高，噴霧貫穿距離越長，粘度越高，噴霧貫穿距離越短；在蒸發(fā)環(huán)境下，混合燃料的揮發(fā)性是影響噴霧特性的主要原因；揮發(fā)性相差最大的兩種混合燃料的最大貫穿距離相差將近14%；混合燃料的揮發(fā)性對混合燃料噴霧錐角有較小的影響，混合燃料的揮發(fā)性增加55%時噴霧錐角只增加了5%，并且隨著環(huán)境密度、噴射壓力的增加，揮發(fā)性對噴霧錐角的影響在減??；四種混合燃料的近場噴霧錐角都呈現(xiàn)先減小然后保持一個相對穩(wěn)定的數(shù)值

4、直至噴射結(jié)束，遠場噴霧錐角呈現(xiàn)先減小然后保持不變之后再增加的趨勢，但是全程的遠場噴霧錐角變化很小；遠場噴霧錐角要比近場噴霧錐角大15°～18°左右；噴霧的貫穿速率與總的空氣卷吸率和燃油-空氣混合過程有關(guān)。燃料的密度對噴霧貫穿距離有一定的影響。高的燃油密度導(dǎo)致低的空氣.燃油比，減弱了噴霧的卷吸運動，燃料擴散、蒸發(fā)過程減慢，造成噴霧貫穿距離變短，反之亦然；環(huán)境密度對混合燃料噴霧貫穿距離有顯著的影響，環(huán)境密度越高噴霧貫穿距離明顯減小，由于環(huán)境

5、密度升高使空氣阻力增大，環(huán)境密度越高，噴霧錐角越大；噴射壓力對混合燃料噴霧貫穿距離有一定影響。噴油壓力越高，混合燃料的噴霧貫穿距離越長。噴射壓力對混合燃料噴霧錐角(近場錐角和遠場錐角)有一定的影響。隨著噴射壓力的提高，近場噴霧錐角呈現(xiàn)出小幅度的增長，但是不同于環(huán)境密度提高的影響，近場噴霧錐角呈現(xiàn)出先急劇減小(0.1-0.2ms)再保持不變的趨勢；噴射壓力從140MPa升高到180MPa的過程中遠場噴霧錐角增加了3°左右，從180MPa升

6、高到220MPa的過程中遠場噴霧錐角增加了1°左右；噴孔直徑越小，噴霧貫穿距離越短。噴孔直徑對混合燃料的近、遠場噴霧錐角都有一定的影響，噴孔直徑對遠場噴霧錐角的影響大于對近場噴霧錐角的影響。噴孔直徑從0.18mm縮小到0.10mm的過程中，近場噴霧錐角縮小了4～5°左右，遠場噴霧錐角縮小了6～8°左右，燃料揮發(fā)性對噴霧最大貫穿距離增長率的影響分別為15.31%、15.23%、13.85%，揮發(fā)性對近場噴霧錐角增長率的影響分別為14.18