直喷汽油机燃烧系统开发中的喷雾激光诊断技术

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1、ISSN1674-8484ISSN1674-8484汽车安全与节能学报汽车安全与节能学报,2011年,第2卷第4期02/11CN11-5904/UCN11-5904/UJAutomotiveSafetyandEnergy,2011,Vol.2No.4JAutomotiveSafetyandEnergy,2011,Vol.2No.4294—307直喷汽油机燃烧系统开发中的喷雾激光诊断技术张玉银，张高明，许　敏（上海交通大学汽车工程研究院，上海200240）摘要：我国的直喷汽油发动机(SIDI)技术开发还不成熟。在SIDI燃烧系统的研发中，

2、激光诊断、三维计算流体力学(3-DCFD)和基于光学发动机的燃烧诊断是三种重要技术。激光诊断技术可对燃油雾化与蒸发过程进行可视化以及定量测量，为数值计算和建模提供实验验证进而提高仿真的精确性，为缸内混合气形成过程及燃烧诊断提供直观的物理描述和解释。该文综述了SIDI喷雾的激光诊断技术，它涵盖了对喷雾结构、流场、粒径、燃油蒸发、混合气浓度场等的测量技术，为直喷燃烧系统中喷雾、气流运动和燃烧室形状三者的匹配与优化提供重要技术手段。关键词：直喷汽油机(SIDI)；激光诊断；燃油喷雾；雾化和蒸发中图分类号：U464.2Laserdiagnost

3、icsforsprayofsparkignitiondirectinjection(SIDI)combustionsystemZHANGYuyin,ZHANGGaoming,XUMin（InstituteofAutomotiveEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China）Abstract:Thetechnologiesfordevelopmentofsparkignitiondirectinjection(SIDI)enginesstillneedfurther

4、researchinChina.Advancedspraylaserdiagnostics,threedimensionalcomputationalfluiddynamics(3-DCFD)modelingandthecombustiondiagnosticsbasedonopticalengineplayleadingrolesinthedevelopmentofSIDIcombustionsystems.Amongthesetechnologies,advancedlaserdiagnosticsisbecomingincreasi

5、nglyimportant,becausethroughlaserdiagnosticsonecanrealizevisualizationandquantitativemeasurementsofin-cylinderprocesses,whichareessentialforvalidationofCFDmodelingandunderstandingthephysicalphenomenainthemixtureformationandcombustionprocesses.Thispapersummarizesandcompar

6、esvarioustechnologiesinspraylaserdiagnosticswhichareusedtoprovideinformationformodernSIDIcombustionsystemdevelopment.Thereviewincludesdiagnosticsforspraystructures,flowfields,dropletsizesandfuelevaporation,whichenablesoptimizationandmatchingofthespray,airflowandthecombustio

7、nchamberofanSIDIcombustionsystem.Keywords:sparkignitiondirectinjection(SIDI)engine;laserdiagnostics;fuelspray;atomizationandevaporation在先进直喷汽油机(SIDI)燃烧系统的研发中，激诊断可实现对燃油雾化与蒸发过程进行可视化以及定光诊断技术、缸内工作过程三维计算流体力学(CFD)量测量，为数值计算和建模提供实验验证进而提高模仿真和基于光学发动机的燃烧诊断技术三位一体，是拟仿真的精确性，还为缸内混合气形成过

8、程及燃烧诊匹配与优化直喷燃烧系统中喷雾、气流运动和燃烧室断提供直观的物理描述和解释，其重要性不言而喻。形状的不可或缺的重要技术手段。而通过喷雾的激光喷雾的性能直接关系到缸内燃油分布，从而决定燃烧收稿日期/R