柴油近场喷雾初期形成过程的研究

作     者：何邦全 张更伽 张岩 He Bangquan;Zhang Gengjia;Zhang Yan

作者机构：天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072 中国北方发动机研究所天津300405 

出 版 物：《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 (Journal of Tianjin University：Science and Technology)

年 卷 期：2021年第54卷第5期

页      面：542-550页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51606175 51476151). 

主　　题：柴油 喷雾 近场 破碎 长径比 

摘      要：为了更好地理解喷油初期柴油喷雾的形成过程,利用长工作距离显微镜头和高速摄影相结合的方法,试验研究了不同喷油压力、环境压力以及喷孔长径比下喷油初期单孔柴油喷油器喷孔下方3.5 mm内的近场喷雾特性.结果表明,在喷油初期阶段,喷雾贯穿度存在一个加速发展过程,而油束的破碎区域由头部破碎区和液柱破碎区组成.燃油喷出后,油束头部先产生破碎,形成了一个随时间发展而逐渐增大的伞状头部,并伴随油丝剥离现象的产生,同时喷油压力越大,相同喷射时间下的头部破碎区域越大,油滴群分布范围越广;液柱区初始破碎的时间要晚于头部破碎区.随着空化流发展至孔外,液柱区开始产生破碎,油束宽度明显变大,柱状形态逐渐消失,导致近场喷雾锥角迅速增大;当环境压力为4.5 MPa、喷油压力从80 MPa增加至140 MPa时,喷雾液柱区开始破碎的时间由72μs提前至36μs;当喷油压力为120 MPa、环境压力从2.5 MPa提高至4.5 MPa时,喷雾液柱区的破碎时间也相对推迟,同时喷雾贯穿度和喷雾面积明显减小;当喷油压差平方根呈线性增加时,相同喷油时间下喷雾前端速度的增加幅度明显变大.当喷孔直径不变时,减小喷孔长度,喷雾贯穿度增加,喷雾液柱区的破碎时间提前,近场喷雾锥角相对增加,破碎程度随之增大,油束破碎区域也更加对称.