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。

基于时间分割法的柴油机交叉孔喷油嘴喷雾场粒子特性

采用相位多普勒粒子分析仪(PDPA)对柴油机V形交叉孔油嘴和单孔油嘴的喷雾场粒子特性进行测量,通过时间分割法对测量结果进行深入分析.结果表明,在喷雾轴向Z=40,mm的位置上,靠近喷雾轴线的区域内两种交叉孔油嘴与单孔油嘴的粒径大小差别不大,但随着测量点的径向坐标增大,交叉孔油嘴的粒子直径逐渐小于单孔油嘴.在Z=60,mm位置上,与单孔油嘴的结果相比,两种交叉孔喷油嘴的粒子算术平均直径(AMD)和索特平均直径(SMD)更小.同时,交叉孔的交叉角增大会对液滴的进一步细化起促进作用,相比于单孔油嘴,交叉孔2喷油嘴的粒子AMD和SMD减小了近30%.对时间分割法划分的4个阶段粒子特性进行分析发现,F阶段的粒子速度高达70,m/s,喷射过程中的系统数据率较低,PDPA的大量粒子信息均来自于喷油结束的T阶段,此时粒子速度为零.交叉孔喷油嘴的扇状喷雾结构对油气混合的促进作用使粒子AMD随时间变化而不断减小.同时,与喷雾内侧相比,在喷雾外侧两交叉孔喷油嘴之间的粒径差异变小,相对于单孔喷油嘴,在粒径方面的优势变得明显.