第2期（总第229期） 2017年4月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No 2(Serial No 229 )
Apr2017
不同喷射工况下的GDI喷雾模拟标定研究
秦征骁，许敏，尹鹏
(上海交通大学机械与动力工程学院汽车电子控制技术国家工程实验室，上海200240）
摘要：准确模拟喷雾是提高缸内模拟准确性的关键，为了使模拟喷雾与试验喷雾更加一致，需要根据试验喷雾费穿距及程径对模拟喷雾进行标定。使用AVLFIRE软件建立定客弹及喷雾数值模型，对处于不同喷射工况（喷射压力、环境压力、油温)下的喷雾进行数值模拟，根据试验喷雾的贯穿距及喷嘴下方30mm平面处SMD对模拟喷雾进行标定，并对不同喷射工况的标定参数选择进行探讨。结果表明：为了同时满足费穿距和粒径的标定要求，需要根据工况参数对标定参数进行调整；对于本研究中的GDI喷油器，喷射压力10MPa时使用KH-RT模型的模拟结果与试验值匹配较好，5MPa时使用Huh-Gosman模型匹配更好：在喷射压力、环境压力和环境温度相同的条件下，高油温和低油温工况可以用同一套参数满足标定要求。
关键词：燃油喷雾；标定；数学模型
DOI: 10 3969 /j issn 1001-2222 2017 02 004
中图分类号：TK42143文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)02-0019-08
对于GDI发动机来说，准确模拟喷务是模拟缸
内油气混合的关键。自前已有多种模拟喷客场的方法，其中离散液滴模型（DDM)由于其计算量小的特点，在工程上应用比较广泛。但是DDM方法的主要缺点是模拟结果依赖于模型的选择及模型参数的设置，应用不同的模型或参数，雾化质量和形态都可能有很大区别。因此需要根据喷雾试验的结果来对模拟结果进行修正.即喷雾标定。破碎过程对于喷雾发展起着至关重要的作用，所以破碎模型是主要的标定模型。
已经有许多研究者应用DDM方法来模拟喷雾：一是在已知喷嘴内部结构的情况下，先进行孔内计算获得出口处流体的速度及瑞流信息，然后以此作为输人计算孔外喷雾[2-3]；二是直接将喷嘴出口液体设置成团块或粒径大小为某种分布的液滴群[4-9] 目前的有关喷雾模拟的文献主要集中于对新的喷雾模型的评估，开发新的喷雾模拟方法，以及应用数值模拟方法对喷雾现象或缸内油气混合现象进行研究等等，较少对喷雾标定过程进行探讨。事实上喷雾的标定过程会对喷雾模拟的准确性有非常重要的影响。耿超等使用Converge软件研究了KH-RT模型参数以及网格划分方法对喷雾模拟准确性的影响。邵利民等对高压共轨柴油喷雾进行了试验以及数值模拟,研究了KH-RT模型中的参数C2，C在
收稿日期：2016-11-13；修回日期：2017-03-02
不同工况下的变化，发现C2对贯穿距影响较强且与环境压力密切相关，C.对贯穿距影响较弱。 M.Costa等利用自动优化软件ModeFrontier，以试验与仿真贯穿距之间的误差为目标，对不同喷射压力及喷油脉宽下的喷雾模拟参数进行标定，并应用这些标定参数进行发动机性能计算。
本研究针对一款GDI发动机的喷油器，在不同喷射工况下进行喷雾定容弹试验及数值模拟，探究了不同喷射工况下的（包括喷射压力、环境压力、油
温)喷雾模拟标定过程。 1喷雾试验
本研究中使用的是GDI6孔喷油器，喷油器下方50mm处的落点见图1，为对称分布，1，6孔孔径为02mm，2,5孔孔径为021mm,3,4孔孔径为 019mm。喷雾试验及模拟中使用的燃油均为正庚烷。
1.1白光测试
白光测试可以获得喷雾从喷射开始到喷射后期
的喷客图像，对图像处理日以得到喷雾的贯穿距、铺角和轮廓信息。白光测试的设备系统见图2。6孔 GDI喷油器安装在压力容器的质部，可以通过高压氮气瓶和真空泵来调节容器内部的压力，并且燃油温度与环境温度也是可控的。CCD相机和瞬态白
作者简介：秦征驼（1991一），男，硕士，主要研究方向为汽油机缸内CFD计算qzxelven163com