隨著空氣污染問題加劇,法規(guī)對(duì)污染物限制越來越嚴(yán)格,降低缸內(nèi)直噴(GDI)發(fā)動(dòng)機(jī)微粒排放迫在眉睫。超高壓噴射以及使用乙醇燃料都是減少微粒排放的重要技術(shù)路線。為探究超高壓噴射乙醇對(duì)GDI發(fā)動(dòng)機(jī)降低微粒排放的潛力,需要對(duì)噴霧發(fā)展、破碎、霧化等過程進(jìn)行深入研究。本文采用紋影測(cè)試系統(tǒng)、相位多普勒激光測(cè)試(PDA)系統(tǒng)以及AVL FIRE仿真模擬的研究方法對(duì)100 bar至600 bar噴射壓力下GDI噴油器乙醇噴霧宏觀特性、微觀特性進(jìn)行系統(tǒng)分析。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:提高噴射壓力,SW區(qū)域和SC區(qū)域貫穿距隨之增長(zhǎng),R_(penetraion)值增大。超高壓噴霧由于流場(chǎng)內(nèi)劇烈擾動(dòng),油束頂端圓鈍化,繼續(xù)提高噴射壓力貫穿距增長(zhǎng)幅度明顯縮小,所以超高壓噴射不會(huì)大幅度增加燃油撞壁的可能性,但發(fā)生撞壁時(shí)會(huì)由于頂端濃度較高造成更嚴(yán)重的濕壁現(xiàn)象。超高壓噴射可以有效降低R_(area)值,改善乙醇噴霧分布。噴射壓力提高,液滴粒速增大,噴霧擴(kuò)散能力增強(qiáng)。超高壓噴射下,由于噴霧頭部區(qū)域液滴變形嚴(yán)重,PDA測(cè)量會(huì)出現(xiàn)斷檔現(xiàn)象。超高壓噴射可以有效增大片狀破碎區(qū)域、波峰剝離區(qū)域和極不穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)的粒子數(shù)量,促進(jìn)大粒徑液滴破碎,提高小粒徑液滴數(shù)量所占比例。超高壓噴射對(duì)于粒徑在8μm以下的小液滴破碎能力有限,300 bar及以上壓力所對(duì)應(yīng)最大分布頻率的粒徑區(qū)間都為4-6μm。噴霧測(cè)量位置縱向距離增加時(shí),D32隨之增大。測(cè)量位置橫向距離增大時(shí),液滴粒徑增大,LDA1方向速度分量下降,LDA4方向速度分量增加。通過AVL FIRE軟件建立噴霧仿真模型,并依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了模型準(zhǔn)確性。仿真模擬結(jié)果中噴霧頭部區(qū)域所測(cè)得液滴的LDA1速度,相對(duì)于微觀試驗(yàn)結(jié)果變化幅度較小,證明了PDA系統(tǒng)無法識(shí)別噴霧頭部?jī)?nèi)非球形液滴會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成一定的誤差。隨著噴霧發(fā)展,噴霧前端會(huì)出現(xiàn)低粒徑霧團(tuán),噴射壓力越高霧團(tuán)區(qū)域面積比例越大,霧團(tuán)的形成發(fā)展有效增大了噴霧液滴與空氣接觸面積。綜上所述,超高壓GDI噴油器噴射可以有效加快乙醇噴霧破碎,抑制大粒徑液滴生成,提高燃料霧化蒸發(fā)比例,改善混合氣質(zhì)量。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK403
【部分圖文】：

圖 1-1 霧霾天與晴天下的天津之眼Figure 1-1 The Tianjin Eyes in haze days and sunny days城市中顆粒物排放的主要來源就是汽車尾氣，截止到 2017 年 6 月底，我國(guó)汽車保有量已經(jīng)達(dá)到 2.05 億輛，所以由此所帶來的顆粒物排放問題顯得尤為嚴(yán)

圖 1-2 新能源汽車(a) 氫動(dòng)力汽車；(b) 電動(dòng)汽車；(c) 燃料電池車Figure 1-2 New energy vehicles powerd by hydrogen (a), electric vehicle (b) and fuel cell (c)由此可見雖然新能源車是未來汽車行業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展方向，但是由于新能

圖 1-3 第一臺(tái)問世的 GDI 發(fā)動(dòng)機(jī)Figure 1-3 The first GDI engine in the world但是由于當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)制造技術(shù)、噴射系統(tǒng)以及電控系統(tǒng)的落后與不完善發(fā)動(dòng)機(jī)并沒有大規(guī)模普及，只在一些軍用飛機(jī)以及跑車上進(jìn)行了嘗試與采
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 張美娟;宋睿智;居鈺生;王磊磊;;空化對(duì)GDI噴嘴內(nèi)部流動(dòng)及噴霧特性的影響[J];車用發(fā)動(dòng)機(jī);2015年06期

2 郭恒杰;李雁飛;李莉;馬驍;徐宏明;王建昕;;棕櫚油生物柴油摻混燃料宏觀與微觀噴霧特性[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);2015年05期

3 丁寧;楊建新;;中國(guó)化石能源生命周期清單分析[J];中國(guó)環(huán)境科學(xué);2015年05期

4 羅艷托;徐英俊;湯湘華;李永昌;;國(guó)內(nèi)車用替代燃料的發(fā)展前景[J];國(guó)際石油經(jīng)濟(jì);2013年10期

5 李華;楊臧健;吳敏;高增梁;鐘英杰;;紋影系統(tǒng)中物平面的選擇與刀口的設(shè)置[J];實(shí)驗(yàn)流體力學(xué);2011年03期

6 張旭;黎蘇;;高速紋影攝影技術(shù)在噴霧場(chǎng)和流場(chǎng)測(cè)試中的應(yīng)用[J];東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1992年03期

7 孫濟(jì)美,牟永泉,董愚,陸孝寬;發(fā)動(dòng)機(jī)模型進(jìn)氣道內(nèi)氣體流場(chǎng)的模擬和實(shí)驗(yàn)研究[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);1989年02期

本文編號(hào)：2888112