双层喷孔喷油器喷油压力对增压柴油机排放影响的研究

双层喷孔喷油器能扩大喷油的空间分布范围,有利于混合气的形成.喷油压力作为此类喷油器的重要物理参数,强烈地影响着喷射燃油的雾化效果,进而对缸内燃油燃烧以及排放特性产生显著的影响.为此,利用三维CFD软件FIRE对一台带双层喷孔喷油器的增压式直喷柴油机进行了缸内燃烧和排放模拟计算;同时,分析研究了喷油压力对缸内三维流场、燃油蒸发、油滴滴径以及NOx和碳烟等的影响规律,并对模拟计算的示功图和排放结果进行了实验验证.计算结果表明,提高喷油压力能促进燃油的缸内蒸发,减小油滴的索特平均直径,提高缸内平均温度,使NOx排放升高而碳烟排放降低.实验结果证明了计算模型的可靠性.     

组喷孔喷雾雾化特性研究

基于修正的喷雾模型,对组喷孔雾化特性进行了数值研究.计算结果表明平行组喷孔中喷孔直径减小所带来的微孔效应以及喷雾重叠区域的射流交互作用,使得其喷雾同单喷孔类似,均具有良好的轴对称性.平行组喷孔喷雾贯穿度略小于等截面单喷孔,而明显大于等直径单喷孔.随着喷孔间距以及夹角的增加,喷雾射流交互作用下降,组喷孔喷雾贯穿度下降,喷雾SMR(索特半径)下降,同时也逐渐失去轴对称性.相对于收缩型组喷孔,扩张型组喷孔失去轴对称性更快,喷雾贯穿度下降更多.     

基于试验设计的汽油机进气系统参数多目标优化

以集成优化方法为基础,建立汽油机进气系统优化流程,结合发动机循环模拟工具Boost进行计算,并通过试验对模型进行了验证.以标定转速下的进气系统几何参数(进气管长度、直径、谐振腔容积)、点火提前角与循环喷油量为设计变量,应用DOE试验方法,对发动机性能进行多目标优化计算,归纳了进气系统关键参数对整机性能的影响及各变量参数对发动机性能的影响规律,总结了进气管长度对发动机速度特性的影响,为进气系统优化设计提供了一种高效快捷的方法.     

高压共轨喷嘴内部空化过程的两相流数值研究

高压共轨喷油器喷嘴内的流动属性,尤其是喷孔出口截面上的湍流参数、射流速度以及液相的体积分数等参数对喷雾初次破碎所形成的油滴大小、速度有着重要影响,从而显著地影响喷雾雾化效果。为此,基于验证的欧拉两相流模型对上下两排喷孔式高压共轨喷嘴内空化过程进行了计算分析,并分析研究了针阀升程、喷射压力以及喷孔进口倒角、喷孔锥度等参数对喷嘴内空化过程的影响。计算结果表明,上排喷孔的空化程度要大于下排喷孔,并且适当的进口倒角、收缩型喷孔都能明显地抑制空化过程,但是射流湍动能下降而不利于雾化过程。     

燃油粘度与环境压力对喷雾碰撞过程的影响

O’Rourke碰撞模型仅仅考虑了碰撞拉伸分离以及聚合，而忽略了碰撞反弹、反射分离以及高韦伯数下的碰撞二次破碎过程，在碰撞分区过程中也忽略了燃油物性以及碰撞环境条件的影响，使得预测的碰撞分区临界韦伯数偏低。复合碰撞模型根据相关的实验结果对碰撞分区进行油滴粘度以及碰撞环境压力修正，考虑碰撞反弹、反射分离、拉伸分离以及碰撞二次破碎过程，提高了碰撞分区的预测精度。基于复合碰撞模型，分析了油滴粘度与环境压力对喷雾碰撞过程的影响。结果表明环境压力的增加，使得碰撞反弹概率增加而聚合概率下降；燃油粘度的增加使得碰撞聚合比例增加而碰撞分离比例下降。