背景气密度对GDI喷雾特性的影响

在一定容燃烧弹中,采用3种不同的背景气体(He、N2、CO2),通过高速摄影技术,研究了非闪沸条件下背景气密度和燃油温度对某5孔GDI喷油器喷雾特性的影响。结果表明:背景气密度是影响喷雾坍塌的关键因素。随着背景气密度的增加,坍塌程度呈现先增强后稳定的趋势,转折点位于4 kg·m^-3左右。当背景气密度低于4 kg·m^-3时,增大背景气密度,单个油束宽度的增加使得喷雾各个油束之间的间隙减小,阻碍外部气体进入内部平衡低压区,喷雾内外压差增大,导致坍塌程度增强;当背景气密度高于4 kg·m^-3时,喷雾各油束之间的间隙消失,喷雾内外的气体交换被阻断,喷雾内外压差趋于稳定,导致坍塌程度趋于稳定。燃油温度的改变对喷雾宽度的影响较小。

环境背压对多孔式喷油器雾化形态特征影响的数值解析

本文旨在通过数值模拟方法解析缸内直喷汽油机(GDI)多孔喷油器在不同环境背压条件下喷雾的形变特性及其影响机制。首先基于喷油器参数在Converge软件中建立了定容弹喷雾模型,进而根据高速摄影和相位多普勒粒子测试仪(PDPA)的试验结果对模型的喷雾宏观形态、贯穿距以及索特平均直径(SMD)进行了验证,在此基础上对0. 1,0. 5和1MPa环境背压条件下的喷雾形态变化进行了详细研究。研究结果表明:随着背压增加,油束被挤压并向喷油器中心轴线方向收缩,且贯穿距减小;由于油束对容弹内气流的冲击作用使得油束外边缘出现强烈的空气卷吸效应,致使在喷雾油束末端的液滴随气流向上回卷,且背压越高油束末端边界越不清晰;在喷雾压力场及速度场的分析中发现,由于喷雾内部区域压力低于外部,导致外部气流向内部冲击挤压油束,使得喷雾宽度减小,油束间相互作用增强,从而出现喷雾形变。

GDI发动机中不同燃料射流特性的试验研究

直喷汽油(GDI)发动机中闪沸喷雾具有促进油气混合的优势,但其发生喷雾坍塌的现象会对燃烧与排放带来不利,并且研究发现喷雾坍塌与单射流行为密切相关。因此,为了减轻喷雾坍塌并充分利用GDI发动机中闪沸喷射的优势,了解闪沸射流行为极其重要。本文选择了由5孔喷油器改造而成的单孔喷油器,选用正己烷与异辛烷燃料,在定容燃烧弹中进行试验研究。所选燃油温度为30到130℃,环境背压为0.2到1 bar。通过分析射流宽度与过热度、成核速率、化学势以及环境背压等不同参数的关系,发现射流宽度与Δμ·p_(amb)^(-0.5)的相关性达到0.9以上,表明具有较好的相关性,且在近喷口附近射流宽度由相变化学势与环境背压所影响。

某GDI发动机燃油湿壁问题优化的研究

直喷发动机的湿壁问题会导致机油稀释,从而导致机油更换周期缩短,摩擦副严重磨损,部分功能件失效等问题。本文主要通过对某缸内直喷汽油发动机3 200 r/min时导致燃油湿壁的原因进行分析,特别通过仿真软件从喷油时刻及喷油角度两方面进行分析论证,确定导致发动机燃油湿壁的根本原因,并制定优化措施。