交叉孔噴油嘴與雙層分流燃燒系統(tǒng)的噴霧和燃燒特性實驗研究.pdf

1、為了減小傳統(tǒng)柴油機燃燒路徑中的局部當量比，加快燃油空氣混合速率，本課題組提出了交叉孔噴油嘴與雙層分流燃燒系統(tǒng)來分別加強噴霧的湍流擾動和分散度，從而降低碳煙排放并提高燃燒效率。為了更好地優(yōu)化交叉孔噴油嘴和雙層分流燃燒系統(tǒng)的設計，全面地和深入地了解它們的噴霧和燃燒特性是非常必要的。
　　本實驗研究以自主搭建的噴霧與燃燒可視化測試系統(tǒng)為平臺，利用直接攝影法和火焰自然發(fā)光法對交叉孔噴油嘴的自由噴霧以及雙層分流燃燒系統(tǒng)內碰撞噴霧的噴霧特性和

2、燃燒特性進行了測量。
　　交叉孔噴油嘴實驗部分采用兩個不同子噴孔相交角度的交叉孔噴油嘴和一個單孔噴油嘴，從噴油壓力的影響、環(huán)境氣體密度的影響和環(huán)境溫度的影響三方面探究了噴霧特性，并在不同噴油壓力下探究了燃燒特性。實驗結果表明:交叉孔噴油嘴與單孔噴油嘴相比噴霧貫穿距較小，正向和側向噴霧錐角都較大，這些差別隨子噴孔相交角度的增大和噴射壓力的提高而增大;環(huán)境氣體密度對交叉孔噴油嘴的噴霧貫穿距和噴霧錐角影響較大;環(huán)境氣體溫度的升高對交叉孔

3、噴油嘴的液相噴霧貫穿距和液相噴霧錐角的減小作用更明顯，說明交叉孔噴油嘴噴霧粒徑更細;在較低噴射壓力下交叉孔噴油嘴的滯燃期更長，與單孔噴油嘴的差別隨著噴射壓力的提高而減小;交叉孔噴油嘴噴霧的火焰總強度更低，表明更低的碳煙含量，隨著噴射壓力的升高和子噴孔相交角度的增大火焰亮度降低更明顯。
　　雙層分流燃燒系統(tǒng)實驗部分采用二維模型模擬ω燃燒室和雙層分流燃燒室，從兩種燃燒室的對比、不同噴油壓力的影響以及不同活塞位置的影響三方面進行探究。兩

4、種燃燒室對比的實驗結果表明:雙層分流燃燒室下層的型線設計可以減少噴霧濕壁，碰撞臺上方和擠流區(qū)內燃油較濃，ω燃燒室的局部濃區(qū)分布在活塞坑底和凹坑邊緣上方，擠流區(qū)內幾乎沒有燃油分布;雙層分流燃燒系統(tǒng)實現(xiàn)了燃油的分層燃燒，上層比下層的火焰亮度高，燃燒持續(xù)期長，而ω燃燒系統(tǒng)內燃燒大部分集中在活塞凹坑內，火焰進入擠流區(qū)深度很小;雙層分流燃燒室內由于噴霧擴散度高，中負荷下相對火焰面積較大，但大負荷下兩種燃燒室的最大相對火焰面積差不多。對雙層分流燃燒