第3期（总第230期) 2017年6月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
车用直喷汽油机喷雾特性研究
朱敏思，熊锐，杜锡涛，曾繁式
（广东工业大学机电工程学院，广东广州
510006）
No.3(Serial No.230)
Jun.2017
摘要：利用高速摄影在定容弹内对知内直喷汽油机多孔喷油器进行喷寒特性试验研究，揭示了直喷高速液体射流的喷雾特性(贯穿距、喷募维角)与无量纲数（韦伯数、需诺数及气液密度比)之间的关系。结果表明，韦伯数和气液密度比对喷享宏观特性有显著的影响，雷诺数对喷募特性的影响不明是，
关键词：喷雾特性；韦伯数；雷诺数；气液密度比 DOI:10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.007
中图分类号：TK413.8
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)03-0038-04
缸内直喷汽油机(GDI)相比于传统的进气道喷
射汽油机具有燃油经济性好、污染物排放低等方面的优势，随着国家排放法规不断升级以及政府对车企平均燃油消耗量的限制，缸内直喷汽油机逐渐得到关注和使用。燃油喷雾特性是决定缸内直喷汽油机燃烧和排放优劣的关键因素之一，同时发动机燃烧室形状设计与喷雾贯穿距和喷雾维角匹配对于燃烧系统的开发也是必须考虑的因素。因此，研究喷雾特性对发动机燃烧优化有着至关重要的作用。近年来，国内外学者对直喷汽油机的喷雾特性进行了大量的研究。一般而言，直喷汽油机燃油喷射时，取决于不同的环境与运转工况，燃油温度为一10～ 100℃，环境压力在20kPa～0.5MPa或者更高]，基于此燃油温度及环境压力范围，对应于不同的燃料，直喷火花点火发动机多孔喷雾主要表现为高速液体射流喷雾(3)。
对于高速液体射流破碎，已有的研究大多基于光学定容喷雾试验，用特定的汽油或柴油等燃料，得到描述控制参数（如喷射压力、燃油温度、环境压力等)与喷雾特性（贯穿距、喷雾锥角等)的关系(3-5)。然而这些研究直接建立喷雾控制参数与喷雾特性之间的关系式大多较为复杂，且控制参数与喷雾特性只能从现象学上分析，无法反映物理机理，只适用于特定的燃料系统和喷油系统，通用性一般。曾纬[6) 用物理方法基于液体射流受力用喷雾图像分析无量纲数与喷雾特性的关系。本研究通过分析液体射流
收稿日期：2017-03-22，修回日期：2017-04-28
分裂与雾化过程中受到的惯性力、黏性力、表面张力和气动力相对大小，用表征这4个力相对大小的无量纲数一一韦伯数、雷诺数及气液密度比结合试验
数据来分析液体射流破碎喷雾特性。 1液体射流破碎机理
为了揭示不同热力学条件下液体射流的雾化机
理，须从喷雾控制参数人手，分析控制参数与控制作用力之间的关系，然后用表征控制作用力相对大小的无量纲数一一韦伯数、雷诺数及气液密度比来分析液体射流破碎喷雾特性。具体分析过程见图1。
控制参数喷射压力燃油温度环境压力燃油类型燃油参数(密度、黏度、表面张力) 喷孔直径喷孔长径比
控制作用力惯性力黏性力表面张力气动力
无量纲数市的数雷诺数气液密度比
喷募特性喷雾维角贯穿距
图1波体射流破碎机理分析过程
1.1控制作用力与控制参数之间的关系 1.1.1惯性力
惯性力是由液体相对于环境气体具有较大的质量和速度引起的。喷射压力直接决定了射流的运动速度，从而影响到惯性力。喷孔的几何结构（喷孔直径、喷孔长径比)主要影响射流的初始流动状态，从
基金项目：广东省科技厅省部产学研结合基金项目（2013B090400002)
作者简介：未教思（1991一），男，预士，主要研究方向为发动机子系统试验；15521188128@163.com。