直喷汽油机压电晶体控制外开轴针式喷油器的喷雾可视化研究

对新型压电晶体控制的外开轴针式喷油器在不同边界条件下实现的圆锥状喷雾的基本特征,包括喷雾锥角、喷雾轴向贯穿距及每循环喷油量进行了分析与研究,并在此基础上提出了针对这种外开轴针式喷油器的喷雾轴向贯穿距经验公式.为了能够对喷雾的空间分布能力及油气混合特性进行定性分析,提出了喷雾体积放大倍率的概念.采用超高速摄影相机获得的可视化结果表明,这种喷油器形成的空心圆锥状喷雾实际上是由许多直径较小的"油线"组成的.油线结构的发现为进一步分析及研究其喷雾特性提供了参考和依据.

激光诊断及数值仿真在柴油机V形交叉孔油嘴研究上的应用

提出一种应用于柴油机的V形交叉孔油嘴结构,可视化结果表明了从交叉孔油嘴喷出的喷雾具有明显的扇状结构特征。试验比较了一个单孔油嘴和2种具有不同交叉角的交叉孔油嘴在不同试验条件下的喷雾特征,其中包括喷雾角及贯穿距。从雾化的角度比较分析采用PDA获得的3种试验油嘴的粒子算数平均直径(D10)的大小。采用喷雾体积放大倍率的概念定性地分析了油嘴结构及边界条件对喷雾分布及雾化特性的影响,与单孔油嘴相比,交叉孔油嘴具有更小的粒径及更高的喷雾体积放大倍率。喷孔内流的三维仿真计算表明:交叉孔结构对喷孔内流的影响是形成扇状喷雾及较大喷雾角的主要原因。

直喷汽油机压电晶体控制外开轴针式喷油器喷雾场速度特性

应用粒子图像测速技术(PIV)对定容弹内多种试验条件下压电晶体控制的外开轴针式喷油器的喷雾场速度特性进行测量与分析.试验结果表明,油嘴附近的大尺度气体涡流A和涡流B不仅对油气掺混和喷雾雾化起到关键作用,对于点火时刻火花塞附近的混合气特性也具有重要影响.将喷射压力、环境压力、轴针升程及轴针座锥角对喷雾场内涡流运动的影响作为重点进行分析.结果表明,环境压力增加促进了涡流A和涡流B的增长,同时使涡流的位置更加靠近喷油器.轴针座锥角的变化显著改变了喷雾场内的气流运动特征,94°轴针座锥角的喷雾出现了明显的冲向油嘴的气体回流.通过对喷雾场各节点的速度结果进行标准差计算,得到了喷雾场的速度标准偏差.以此为基础,对喷雾场内涡流的运动特性及其对混合气分布的影响做了进一步的分析.

直喷汽油机压电晶体控制外开轴针式喷油器的喷雾场粒子特性

应用相位多普勒测量技术(PDA)对压电晶体控制的外开轴针式喷油器的喷雾场内粒子速度及直径大小进行测量与分析.结果表明,常压条件下,喷雾路径上的粒子速度和粒径都要明显大于喷雾外侧相邻的测量点.环境压力变化影响了气体回流进入喷雾内部的位置,从而使Z=16,mm上的所有测点在两个背压条件下得到了速度方向完全相反的结果.喷油结束后,气体回流不仅使喷雾内部的粒子具有较高的速度,也使喷雾内部的粒子平均粒径明显大于喷雾外侧的粒子平均粒径.采用时间分割法将喷雾划分为4个区域进行分开比较.在喷射过程中,喷雾前端粒子速度较高,粒径较大,但随着喷油结束,喷雾场内的粒子速度接近于零,粒子算数平均直径(AMD)和索特平均直径(SMD)也分别达到了稳定水平.