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基于高速激光成像技術的缸內氣流和燃料噴霧相互影響研究
通過缸內氣流分層控制,可以實現火花塞點火缸內直噴發動機的燃料噴霧流動,從而改善燃料經濟性。由于燃料是在壓縮沖程的末端被噴射到氣缸內,所以燃料混合物的準備階段對于點火可靠性非常重要。在每個循環中進行多次噴射可以有效提高總體的燃燒穩定性。然而,不同循環的燃燒情況不同,缸內氣流的影響強烈,前一次噴射和后續噴射之間形成的燃料噴霧流動方向紊亂和燃氣混合物的形成是造成這種現象的一個原因。對缸內氣體運動和多層燃料噴射形成的噴霧進行了研究,利用隨時間記錄的噴霧顆粒高速成像技術和在16Hz頻率下的燃料液滴迷失散射技術同時測量缸內氣流場合噴霧形成過程隨時間的變化。研究使用一款裝有4氣門、雙凸輪軸的單缸發動機。為了成像,在發動機缸體和氣缸蓋上設置了石英玻璃窗口以便于光導纖維接入到燃燒室中,獲得缸內氣流和噴霧圖像后利用商業軟件進行處理,而經過處理后的圖像可以顯示出缸內氣體的分布形狀、氣體溫度分布等信息。研究結果表明,對于采用多次噴射、分層燃燒技術的發動機,相比于先噴射的燃料,其后續的噴霧會受到較大影響,從而增加了每次循環之間的不確定性,缸內氣流和燃料噴霧之間的相互影響會導致燃料噴霧形狀的變化和溫度分布變化。
刊名:Flow Turbulence Combust(英)
刊期:2013年第10期
作者:R. Stiehl et al
編譯:吳玉杰