吉林大学学报(工学版) ›› 2013, Vol. 43 ›› Issue (06): 1504-1509.doi: 10.7964/jdxbgxb201306012

• 论文 • 上一篇    下一篇

喷射压力对燃油喷雾和油气混合特性的影响

解方喜1,2, 于泽洋1, 刘思楠1, 曹晓峰2, 贾贵起2, 洪伟1   

  1. 1. 吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室, 长春 130022;
    2. 东风朝阳朝柴动力有限公司, 辽宁 朝阳 122000
  • 收稿日期:2012-10-29 出版日期:2013-11-01 发布日期:2013-11-01
  • 通讯作者: 洪伟(1963-),男,教授.研究方向:内燃机工作过程控制及优化.E-mail:hongw@jlu.edu.cn E-mail:hongw@jlu.edu.cn
  • 作者简介:解方喜(1982-),男,讲师,博士.研究方向:内燃机工作过程控制及优化.E-mail:jluxfx@126.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(51206059).

Effects of injection pressure on fuel spray and air-fuel mixing process of diesel engine

XIE Fang-xi1,2, YU Ze-yang1, LIU Si-nan1, CAO Xiao-feng2, JIA Gui-qi2, HONG Wei1   

  1. 1. State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control, Jilin University, Changchun 130022, China;
    2. Dongfeng Chaoyang Diesel Engine Co., Ltd., Chaoyang 122000, China
  • Received:2012-10-29 Online:2013-11-01 Published:2013-11-01

RICH HTML

1   

PDF (PC)

379

摘要：

针对一台高压共轨发动机,利用三维CFD软件Fire研究了其喷射压力对燃油喷雾特性、缸内油气混合及有害排放物形成过程的影响。研究结果表明:提高喷射压力可使喷雾体贯穿距离增大、油滴索特平均直径SMD显著减小、燃油雾化质量也得到改善。同时,喷射压力的增大也使燃油的扩散能力提高、分布体积增大、碳烟的氧化增强。整体上看,随喷射压力的提高,Soot的最终生成量降低,而NO排放量增加。然而,提高压力也会使得燃烧过程中、前期的燃油富集程度升高,油气混合更为恶化,使得当喷射压力提高到一定程度后其对Soot排放的影响敏感性降低。

关键词: 动力工程, 柴油机, 喷射压力, 喷雾, 油/气混合, 数值模拟

Abstract:

Numerical and experimental studies were carried out on a 2L HPCR diesel engine to explore the effects of fuel injection pressure on the processes of fuel spray, air-fuel mixing and the formation of harmful emission. Results show that, as the injection pressure increases, the spray penetration increases, the Sauter Mean Diameter (SMD) of fuel drips significantly decreases, and the atomization quality is improved. Furthermore, with the increase in injection pressure, the diffusion capability of fuel is improved, the distribution volume increases and the oxidation of soot is enhanced. On the whole, with the increase in fuel injection pressures, the soot emission is reduced and the NO emission is deteriorated. However, the increase in injection pressure can result in higher degree of fuel richness in early period of combustion and further deterioration of air-fuel mixing. When the injection pressure reaches a certain level, it can weak the sensibility of its influence on soot emission.

Key words: power engineering, diesel engine, injection pressure, spray, air-fuel mixting, computational fluid dynamics (CFD)

中图分类号: 

  • TK421

[1] Stone Richard. Introduction to Internal Combustion Engines[M].2nd Edition.USA:SAE Inc,1997.

[2] Flynn P F, Durett R P, Hunter G L, et al. Diesel combustion: an integrated view combining laser diagnostics, chemical kinetics, and empirical validation[C]//SAE Paper,1999-01-0509.

[3] 田径,刘忠长,李勇,等. 燃油喷射参数对共轨柴油机性能的影响规律[J]. 工程热物理学报, 2009, 30(12): 2153-2156. Tian Jing, Liu Zhong-Chang, Li Yong,et al. Influence law of fuel injection parameters on performance of a common rail diesel engine[J]. Journal of Engineering Thermophysics, 2012, 30(12): 2153-2156.

[4] 李小平,姜北平,解方喜,等. 喷射参数对柴油机燃烧与排放特性的影响[J]. 内燃机学报,2012,30(1):22-28. Li Xiao-ping, Jiang Bei-ping, Xie Fang-xi, et al. Effects of injection parameters on combustion and emissions of diesel engine[J]. Transactions of CSICE,2012,30(1):22-28.

[5] Berg E V,Edelbauer W, Alajbegovic A,et al.Coupledsimulation of nozzle flow,primary fuel jet breakup,and spray formation[J].Journal of Engineering for GasTurbines and Power,2005,127(4) :897-908.
[1] 郭昊添,徐涛,梁逍,于征磊,刘欢,马龙. 仿鲨鳃扰流结构的过渡段换热表面优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1793-1798.
[2] 宫亚峰, 王博, 魏海斌, 何自珩, 何钰龙, 申杨凡. 基于Peck公式的双线盾构隧道地表沉降规律[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1411-1417.
[3] 林学东, 江涛, 许涛, 李德刚, 郭亮. 高压共轨柴油机起动工况高压泵控制策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1436-1443.
[4] 杨帅, 冯志炜, 赵治国, 周毅. 不同米勒循环方式对柴油机工作过程影响的一维模拟分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1444-1454.
[5] 虞浏, 刘忠长, 刘金山, 刘江唯, 杜宏飞, 程鹏. 汽油喷雾前锋粒径特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 720-726.
[6] 梁晓波, 蔡中义, 高鹏飞. 夹芯复合板柱面成形的数值模拟及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 828-834.
[7] 田径, 刘忠长, 刘金山, 董春晓, 钟铭, 杜文畅. 基于燃烧边界参数响应曲面设计的柴油机性能优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 159-165.
[8] 刘纯国, 刘伟东, 邓玉山. 多点冲头主动加载路径对薄板拉形的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 221-228.
[9] 付文智, 刘晓东, 王洪波, 闫德俊, 刘晓莉, 李明哲, 董玉其, 曾振华, 刘桂彬. 关于1561铝合金曲面件的多点成形工艺[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1822-1828.
[10] 吕萌萌, 谷诤巍, 徐虹, 李欣. 超高强度防撞梁热冲压成形工艺优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1834-1841.
[11] 王宏朝, 单希壮, 杨志刚. 地面效应模拟对环境风洞中车辆冷却系统试验影响的数值模拟[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1373-1378.
[12] 虞浏, 刘忠长, 刘江唯, 杜宏飞, 许允. 直喷汽油机喷雾粒径特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1482-1488.
[13] 刘忠长, 腾鹏坤, 田径, 许允, 亓升林, 于凯波. 二级增压柴油机旁通阀调节特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 796-803.
[14] 彭玮, 李国祥, 闫伟. 适用于发动机散热器的壁面函数改进[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 804-810.
[15] 寇淑清, 宋玮峰, 石舟. 36MnVS4连杆裂解加工模拟及缺陷分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 861-868.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 刘松山, 王庆年, 王伟华, 林鑫. 惯性质量对馈能悬架阻尼特性和幅频特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 557 -563 .
[2] 初亮, 王彦波, 祁富伟, 张永生. 用于制动压力精确控制的进液阀控制方法[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 564 -570 .
[3] 李静, 王子涵, 余春贤, 韩佐悦, 孙博华. 硬件在环试验台整车状态跟随控制系统设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 577 -583 .
[4] 胡兴军, 李腾飞, 王靖宇, 杨博, 郭鹏, 廖磊. 尾板对重型载货汽车尾部流场的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 595 -601 .
[5] 王同建, 陈晋市, 赵锋, 赵庆波, 刘昕晖, 袁华山. 全液压转向系统机液联合仿真及试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 607 -612 .
[6] 张春勤, 姜桂艳, 吴正言. 机动车出行者出发时间选择的影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 626 -632 .
[7] 马万经, 谢涵洲. 双停车线进口道主、预信号配时协调控制模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 633 -639 .
[8] 于德新, 仝倩, 杨兆升, 高鹏. 重大灾害条件下应急交通疏散时间预测模型[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 654 -658 .
[9] 肖赟, 雷俊卿, 张坤, 李忠三. 多级变幅疲劳荷载下预应力混凝土梁刚度退化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 665 -670 .
[10] 肖锐, 邓宗才, 兰明章, 申臣良. 不掺硅粉的活性粉末混凝土配合比试验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(03): 671 -676 .
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发