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基于高速激光成像技術(shù)的缸內(nèi)氣流和燃料噴霧相互影響研究

通過(guò)缸內(nèi)氣流分層控制，可以實(shí)現(xiàn)火花塞點(diǎn)火缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料噴霧流動(dòng)，從而改善燃料經(jīng)濟(jì)性。由于燃料是在壓縮沖程的末端被噴射到氣缸內(nèi)，所以燃料混合物的準(zhǔn)備階段對(duì)于點(diǎn)火可靠性非常重要。在每個(gè)循環(huán)中進(jìn)行多次噴射可以有效提高總體的燃燒穩(wěn)定性。然而，不同循環(huán)的燃燒情況不同，缸內(nèi)氣流的影響強(qiáng)烈，前一次噴射和后續(xù)噴射之間形成的燃料噴霧流動(dòng)方向紊亂和燃?xì)饣旌衔锏男纬墒窃斐蛇@種現(xiàn)象的一個(gè)原因。對(duì)缸內(nèi)氣體運(yùn)動(dòng)和多層燃料噴射形成的噴霧進(jìn)行了研究，利用隨時(shí)間記錄的噴霧顆粒高速成像技術(shù)和在16Hz頻率下的燃料液滴迷失散射技術(shù)同時(shí)測(cè)量缸內(nèi)氣流場(chǎng)合噴霧形成過(guò)程隨時(shí)間的變化。研究使用一款裝有4氣門(mén)、雙凸輪軸的單缸發(fā)動(dòng)機(jī)。為了成像，在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和氣缸蓋上設(shè)置了石英玻璃窗口以便于光導(dǎo)纖維接入到燃燒室中，獲得缸內(nèi)氣流和噴霧圖像后利用商業(yè)軟件進(jìn)行處理，而經(jīng)過(guò)處理后的圖像可以顯示出缸內(nèi)氣體的分布形狀、氣體溫度分布等信息。研究結(jié)果表明，對(duì)于采用多次噴射、分層燃燒技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)，相比于先噴射的燃料，其后續(xù)的噴霧會(huì)受到較大影響，從而增加了每次循環(huán)之間的不確定性，缸內(nèi)氣流和燃料噴霧之間的相互影響會(huì)導(dǎo)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