發(fā)布時間：2020-11-18 00:35

　　 隨著空氣污染問題加劇,法規(guī)對污染物限制越來越嚴格,降低缸內(nèi)直噴(GDI)發(fā)動機微粒排放迫在眉睫。超高壓噴射以及使用乙醇燃料都是減少微粒排放的重要技術(shù)路線。為探究超高壓噴射乙醇對GDI發(fā)動機降低微粒排放的潛力,需要對噴霧發(fā)展、破碎、霧化等過程進行深入研究。本文采用紋影測試系統(tǒng)、相位多普勒激光測試(PDA)系統(tǒng)以及AVL FIRE仿真模擬的研究方法對100 bar至600 bar噴射壓力下GDI噴油器乙醇噴霧宏觀特性、微觀特性進行系統(tǒng)分析。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:提高噴射壓力,SW區(qū)域和SC區(qū)域貫穿距隨之增長,R_(penetraion)值增大。超高壓噴霧由于流場內(nèi)劇烈擾動,油束頂端圓鈍化,繼續(xù)提高噴射壓力貫穿距增長幅度明顯縮小,所以超高壓噴射不會大幅度增加燃油撞壁的可能性,但發(fā)生撞壁時會由于頂端濃度較高造成更嚴重的濕壁現(xiàn)象。超高壓噴射可以有效降低R_(area)值,改善乙醇噴霧分布。噴射壓力提高,液滴粒速增大,噴霧擴散能力增強。超高壓噴射下,由于噴霧頭部區(qū)域液滴變形嚴重,PDA測量會出現(xiàn)斷檔現(xiàn)象。超高壓噴射可以有效增大片狀破碎區(qū)域、波峰剝離區(qū)域和極不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)的粒子數(shù)量,促進大粒徑液滴破碎,提高小粒徑液滴數(shù)量所占比例。超高壓噴射對于粒徑在8μm以下的小液滴破碎能力有限,300 bar及以上壓力所對應(yīng)最大分布頻率的粒徑區(qū)間都為4-6μm。噴霧測量位置縱向距離增加時,D32隨之增大。測量位置橫向距離增大時,液滴粒徑增大,LDA1方向速度分量下降,LDA4方向速度分量增加。通過AVL FIRE軟件建立噴霧仿真模型,并依據(jù)試驗結(jié)果驗證了模型準確性。仿真模擬結(jié)果中噴霧頭部區(qū)域所測得液滴的LDA1速度,相對于微觀試驗結(jié)果變化幅度較小,證明了PDA系統(tǒng)無法識別噴霧頭部內(nèi)非球形液滴會對測量結(jié)果造成一定的誤差。隨著噴霧發(fā)展,噴霧前端會出現(xiàn)低粒徑霧團,噴射壓力越高霧團區(qū)域面積比例越大,霧團的形成發(fā)展有效增大了噴霧液滴與空氣接觸面積。綜上所述,超高壓GDI噴油器噴射可以有效加快乙醇噴霧破碎,抑制大粒徑液滴生成,提高燃料霧化蒸發(fā)比例,改善混合氣質(zhì)量。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK403
【部分圖文】：

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【參考文獻】

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本文編號：2888112