柴油机早喷湿壁过程的实验研究

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1、天津大学硕士学位论文柴油机早喷“湿壁”过程的实验研究ExperimentalStudyoftheDieselSprayImpingementonLiquidFilm一级学科：动力工程及工程热物理学科专业：动力机械及工程作者姓名：王翔翔指导教师：梁兴雨副教授天津大学机械工程学院二零一四年十二月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示

2、了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要在新一代的柴油机高效清洁燃烧技术中，作为提高燃气混合的一个重要措施，早喷技术越来越受到研究学者的重视和关注。但是随着喷射时刻的提前，缸内的环境压力和温度也相应降低，燃油的喷雾贯穿距显著增

3、加，燃油撞击燃烧室壁面或是缸套表面的可能性也相应增加，缸内“湿壁”现象严重，发动机的未燃HC、PM排放情况恶化。同时燃油撞击缸套表面会造成机油飞溅进入燃油中参与燃烧，改变了缸内的燃烧和排放；另一方面，燃油附着于缸套表面之后，会有很大一部分随机油一同进入到曲轴箱中，造成机油稀释严重，机油性能受到明显影响。目前的撞壁研究主要为单液滴或多液滴撞壁的机理研究以及不同参数的喷雾撞壁研究。撞壁研究主要分析的是撞击干壁或是同种油膜壁面的情况，对于润滑油膜壁面的情况，还没有太多的研究。本文的主要工作内容包括实验台架的设计搭建，喷射压力，环境压力，撞壁距离等参数对于燃油撞壁扩散的影响研究以及燃油在不同环

4、境参数，喷油参数下的撞击不同壁面结果的比较和分析。本文设计搭建的定容弹撞壁喷雾实验系统主要包括定容弹主体，燃油喷射系统，温度压力调节系统，控制系统以及图像采集系统等几个部分。其中在弹体内，可以模拟不同环境压力，环境温度，喷射压力，撞壁距离，撞壁角度等参数撞壁实验过程。燃油的撞壁雾化研究主要是通过采用高速摄影技术记录喷雾撞壁过程，使用图像分析软件和Matlab程序，通过分析在不同的喷射压力，环境压力，撞壁角度下的扩散角度，卷吸高度的变化，研究这些参数对于燃油雾化结果的影响。由实验结果可知，环境压力的增加有利于喷雾贯穿距的缩短，改善撞壁。此外，喷射压力的增加导致喷雾贯穿距增加，撞壁发生提前

5、，但是燃油动能的增加有利于雾化。撞壁倾角越小，燃油雾化效果越好。本文还研究了不同参数下，燃油撞击干壁，润滑油膜壁面以及柴油油膜壁面的情况。实验研究表明，干壁情况下的燃油附着量要多于润滑油膜壁面的情况；同时当壁面倾斜时，撞壁后的附着量要少于垂直撞壁的情况。壁面情况的不同，燃油撞壁后的油膜形状差异较大。关键词：撞壁；柴油喷雾；润滑油膜；环境压力；喷射压力IAbstractTheearlyinjectionmethodhasgraduallybecomeahottopicamongtheadvanceddieselcombustiontechnologies,whichplaysanimpo

6、rtantroleinimprovingthemixtureprocessofthefuelandair.However,itisthedecreasingofthecylinderpressurethatleadstotheimpingementofthesprayonthecombustionchamberortheliner,increasingtheemissionoftheunburnedhydrocarbon(HC)andparticulatematter.Ononehand,thesplashedlubricantcausedbytheimpingementmaymixw

7、iththefuelandbeburnedinthecombustionchamber,whichcanchangethecombustionprocessandemissionresults.What’smore,thedepositedfuelonthelinercanbedeliveredtothecrankcasesoastodilutetheoil,influencingthelubricityofthelubricant.Bynow