液態(tài)LPG燃料噴射過程的實驗研究.pdf

1、液化石油氣(LPG)具有經(jīng)濟(jì)性好、燃料易于儲運和低污染排放等優(yōu)點，已成為優(yōu)良的汽車發(fā)動機(jī)代用燃料之一。目前廣泛應(yīng)用的采用氣態(tài)LPG燃料供應(yīng)方式的發(fā)動機(jī)與原汽油機(jī)相比，普遍存在動力性下降的缺點，而采用進(jìn)氣道多點液態(tài)LPG噴射(MPLI)可有效地解決這個問題。但是由于LPG和汽油熱物性的迥然差異導(dǎo)致LPG的噴霧過程和汽油的有較大差別，而燃油噴霧混合過程是發(fā)動機(jī)缸內(nèi)熱力過程的基礎(chǔ)，因此，研究掌握LPG噴霧的發(fā)展過程對混合氣形成、優(yōu)化燃燒和排放

2、性能具有重要的意義。為此，本文使用可視化實驗的方法，研究了液態(tài)LPG的噴射過程。 基于對由密度梯度引起的折射率梯度敏感的紋影方法建立了光學(xué)紋影可視化實驗臺，并設(shè)計、制作了控制裝置控制使液態(tài)LPG噴嘴和高速CCD相機(jī)按照一定的脈沖時序工作以拍攝特定時刻的噴霧圖像。通過對試驗系統(tǒng)中存在的誤差的分析，提出了減小誤差的措施。 考察了LPG自由噴霧的宏觀特性，得到如下結(jié)論：隨噴射壓力的增加，噴霧貫穿距離增加，而噴霧錐角減小；與不帶

3、分流套的單孔噴嘴相比，帶有雙孔分流套的噴嘴的霧化效果更好，有利于形成均勻混合氣；LPG會產(chǎn)生劇烈的閃急沸騰，霧化效果比汽油要好。 使用單孔噴嘴，分別針對900°、60°和30°三種入射角度獲得了在2.0MPa噴射壓力下的噴霧碰壁圖像序列。得出結(jié)論：液滴飛濺對混合氣的形成很重要，它會受到壁面傾斜角度等諸多條件的影響，壁面傾斜角度越大，沿壁面向下的壁面射流越明顯，向上方的飛濺越少；碰壁噴霧發(fā)展過程中由于受到壁面阻力以及射流頭部的環(huán)境

4、介質(zhì)阻力的作用，形成壁面射流漩渦，并且傾斜碰壁會產(chǎn)生大尺度的油氣混合翻卷漩渦，這種壁面射流漩渦能夠促進(jìn)油氣混合，有助于加強(qiáng)空氣卷吸，有利于燃油的二次霧化。 制作了透明單、雙閥進(jìn)氣管模型。分別使用單、雙孔噴嘴，得到了LPG噴霧在進(jìn)氣管內(nèi)的反射圖像序列。對比數(shù)值模擬得到的LPG噴霧在進(jìn)氣管內(nèi)的粒子軌跡和壓力分布，得出結(jié)論：隨著噴射時間的增加，反射的LPG-空氣混合氣越接近進(jìn)氣歧管入口，因此應(yīng)充分考慮進(jìn)氣岐管較短的原汽油機(jī)改換成LPG