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高压共轨条件下含氧混合柴油喷雾特性研究

刘松  
【摘要】:随着化石燃料的日益紧缺,环境日益恶化及排放法规愈来愈严格,寻找绿色、可再生的替代燃料成为内燃机的重要研究方向。含氧混合柴油已引起各国的重视,并大力推广应用。甲醇的含氧量高达50%,柴油中掺入甲醇,其颗粒排放得到很大改善。生物柴油以其可再生、来源广也越来越得到广泛的重视和应用。因此本文研究甲醇柴油和生物柴油的喷雾特性,为其应用提供理论支持。 本文在详细分析液体雾化机理的基础上,将二次破碎时间引入到贯穿距拟合公式中,得到了适用于柴油、甲醇柴油和黄连木籽生物柴油的贯穿距拟合公式,计算出了它们两次破碎的时间。利用单次喷射仪采集的活塞升程信号,计算出了各种燃油的动态流量系数,分析了它们的流通性能。最后利用新型频闪摄像系统对各种油在不同条件下的自由喷雾和碰壁喷雾进行了拍摄。改变的参数有:混合燃料的配比、喷油压力、碰壁位置。得出了以下结论: 1.经过对六种燃油的破碎时间对比发现柴油最先破碎,其次是甲醇柴油,最后是生物柴油。贯穿距大小为生物柴油大于柴油,甲醇柴油最小。因此不能认为破碎时间长的贯穿距就长,贯穿距还和燃油的挥发性等性质有关。生物柴油的油束轴向分布面积最小,并且其径向发展随着掺混比例的增大而减弱。 2.喷雾碰壁位置对油束和燃烧室中的空气混合效果影响很大。油束撞击壁面后应避免有较大的能量损失,而应使油束具有较高的沿壁面发展速度,以有利于与空气的混合,并且增强了壁面油膜的涂布效果,利于近壁处燃油的蒸发。另外油束轴线形成的锥面应尽量将燃烧室有效容积等分,这样能最大限度地利用燃烧室内的空气。 3.在不同喷油压力下,只要喷油量相等,最终的雾化轴向分布面积相差不大,但是浓度分布不同,喷油压力大的油束浓度更均匀。 4.六种燃油撞壁特性的比较中发现,柴油的撞壁分布效果最好,纯生物柴油的最差,其余四种混合燃油相差不大。


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