背景温度和密度对柴油喷雾特性影响灵敏度分析

为优化发动机缸内喷油时刻背景温度和密度,以改善喷雾特性、提高功率,通过高速摄影直拍和纹影技术,利用自编图像处理程序进行数据处理,引入灵敏度概念,研究了背景温度和密度对柴油喷雾特性影响灵敏性。试验发现:在背景温度304~770 K,密度13~26 kg/m^3范围内,背景温度对气相体积百分比的灵敏度远大于密度对气相体积百分比的灵敏度,在770 K、26 kg/m^3时,大约是密度的10倍;而密度对喷雾平均空燃比的灵敏度略大于温度对喷雾平均空燃比的灵敏度,在770 K、26 kg/m^3时,大约是温度的1.18倍。将此规律应用于发动机某工况仿真计算,微调喷油初始时刻背景温度和密度(3.5%以内变动),功率可提高2.8%。

不同环境条件下向外开口的空心锥形柴油喷雾特性研究

现代柴油发动机的燃烧质量严格依赖于空气-燃料的混合质量,进而取决于雾化过程的质量。空气-燃料混合受到喷射压力、喷孔几何形状和喷油器液力特性的强烈影响。提出了替代传统多孔喷嘴的喷雾概念,并认为是1种可充分增加喷射压力的解决方案,以确保活塞碗中更高、更快的空气-燃料混合,最终目标是提高燃料效率和减少发动机排放。进行了喷雾试验,该喷雾在蒸发和非蒸发条件下通过原型高压空心锥形喷嘴产生,将燃料喷射到恒定容积的燃烧容器中,该容器控制压力和温度达到类似发动机的气体密度,以便测量空间和时间上适合的燃油模式。通过2种光学技术,即纹影(Schlieren)和米氏散射(Mie scattering)表征喷雾演变。纹影考虑了液体和蒸气部分,而米氏散射则考虑液体部分。通过在MATLAB软件中开发的定制程序处理图像,以更好地勾勒出液相和蒸汽雾化区域的轮廓。结果表明,该喷嘴配置能产生均匀和周向分布的精细雾化喷雾,有助于达到更好的空气-燃料混合水平。

Study of Diesel Spray Particle Velocity Field Using a Particle Image Velocimetry Setup

Aim To investigate the spray particle velocity and its distribution characteristics. Methods\ A set of PIV (particle image velocimetry) system was developed and used to observe and analyze the spray particle velocity field. Results and Conclusion\ Double exposure image of the spray particle within the region of 10-50 mm from the nozzle tip was recorded and analyzed by the IBAS2000 analysis system. Some characteristics of the spray particle velocity and its distribution were obtained.