第3期（总第236期） 2018年6月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
柴油碰壁喷雾特性试验研究
苏蒙，张欣.张纪宝
（北京交通大学机电学院，北京100044）
No 3(Serial No 236 )
Jun2018
摘要：研究了柴油在不同喷射和环境条件下的避壁喷雾特性，包括喷射压力、环境压力、碰壁距离、壁面温度和壁面表面粗糙度。通过试验获得了避壁后油束铺展半径（Rw)和卷吸高度（Hw)的数据，评估了各个参数对Rw 和Hw的影响。其中，喷射压力对Rw的影响最明显，其次是环境压力，碰壁距离的影响最小对H影响最明显的图素仍然是喷射压力，其次是碰壁距离，环境压力的影响最小。
关键词：喷雾特性；碰壁；定容弹；柴油
DOI : 10 3969 /j issn 1001-2222 2018 03 006 中图分类号.TK421
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2018)03-0037-06
进人21世纪以来，排放控制以及化能源粘竭已经成为左右内燃机技术发展的重要因素。为了解决传统柴油机NO和颗粒物排放的问题，一大批柴油机新技术应运而生，比如均质充量压燃技术、预混合压燃技术、低温燃烧技术等。为了使柴油和空气充分混合，喷油器在活塞压缩到上止点之前提前喷射，以延长混合的时间。然而，活塞在压缩到上止点之前气缸内压力和温度相对较低，在缸内直喷发动机中，尤其是在小缸径发动机中，往往会出现燃然油碰壁现象。柴油碰壁会使柴油附者在气缸套和活塞顶部.在燃烧的过程中产生颗粒物、HC和CO 等，导致比较严重的排放问题。J.Benajes"」和 Liu3先后通过试验验证了柴油机采用提前喷射策略会导致燃油大量附着，排放效果变差。为了研究燃油碰壁喷雾特性，国内外学者进行了大量试验与模拟研究工作，主要研究以下几个方面对碰壁喷雾特性的影响：环境气体条件，包括环境压力、环境温度等；喷油特性，包括喷射压力、喷油持续期、喷油速率等；喷孔特性，包括孔径、长径比、边缘倒角等；燃油特性，包括燃油温度、黏度、挥发度、沸点等；壁面特性，包括壁面温度、干湿壁面等[4-13]。但是大部分的研究工作并没有对各个方面不同条件的影响程度进行比较。条件的改变会导致燃油速度、动量、黏度以及环境密度等的改变，都会对碰壁喷雾特性造成影响，哪个因素占主导作用也需要进行更深人研究。本研究对部分喷射和环境参数进行了比较分析。
在研究柴油碰壁喷雾特性过程中，可视化试验收稿日期：2018-01-21；修回日期：2018-06-12
基金项目：国家科技支撑计划项目（2014BAG11B00）
是目前最主流的研究方法。其中，定容弹能够方使地对温度、压力边界等条件进行有效控制，已成为国内外学者最为常用的试验装置。本研究利用自行设计的定容弹，研究了不同喷射和环境条件对柴油碰壁喷雾特性的影响。
试验装置及方案 1
1.1试验装置
定容弹可视化试验平台示意见图1，包括高压共轨燃油系统、定容弹、高速摄影系统、同步触发模块和气路系统等。高压共轨燃油系统控制燃油喷射压力、喷油脉宽、喷油量等，可以实现燃油的单次喷射。高速摄影系统采用CMOS高速摄影仪.拍摄频率8000顺/s，图像大小736×736像素。试验采用背光法拍摄，光源选用LED灯。
4
15
5 36n
2
12
to
1一三相交流电机：2一高压油泵；3一燃油计量阀：4一控制单元；5—高压油轨；6—光源；7—喷油器；8—定容弹；9 气瓶；10—镜头；11一高速摄影机；12—图像采集计算机： 13—油箱：14—粗滤器：15—细滤器
图1喷雾碰壁可视化试验平台示意
作者简介：苏蒙（1990一），男，硕士，主要研究方向为柴油机燃油雾化；15121354@bjtueduen