第6期（总第233期） 2017年12月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
转子发动机喷雾特性试验研究
刘洪俊，潘剑锋，范宝伟，陈伟
（江苏大学能源与动力工程学院，江苏镇江212013）
No 6 (Serial No 233 )
Dec 2017
摘要：利用定容弹、纹影仪以及高速相机等装置，就柴油转子发动机工况下的喷雾过程进行了试验研究，重点
分析了喷雾环境背压和喷射压力对喷雾特性的影响。结果表明；在转子发动机喷雾过程中，喷雾扩散速度先快速增大后逐渐减小；喷雾锥角在初次雾化阶段内急剧减小，然后在二次雾化作用下保持相对稳定。喷雾环境背压的增大，有效减小了喷雾贯穿距离，增大了喷雾锥角，说明喷雾环境背压的增大对喷雾贯穿距离和锥角都有显著的影响，从而为转子发动机喷油正时的优化提供了试验数据支持；随着喷射压力提高，喷雾贯穿距离和喷雾锥角都增大，并且增大喷射压力加强了燃油的初次雾化和二次雾化，有利于提高转子发动机喷雾质量，为优化柴油转子发动机油气混合状态创造了条件，
关键词：转子发动机；喷射压力：喷雾特性 DOI: 10 3969/j issn 1001-2222 2017 06 008
文献标志码：B
中图分类号：TK4212：
文章编号：1001-2222(2017)06-0043-05
转子发动机（Rotaryengine）由德国人菲加士注克尔(Wankel)博士发明。与传统往复活塞式发动机相比,转子发动机具有结构简单、单位质量功率高、生产维修成本低等优点，越来越受到国内外学者的重视，尤其是近年来随着混合动力汽车的发展，转子发动机作为增程器动力源使用更是让其成为研究热点1。
目前，柴油、航空煤油等燃料已成功应用于转子发动机，但是油耗较高、排放超标等问题还没有根本解决」。为优化转子发动机性能国内外学者进行广一系列的研究。高宏亮、殊秋亮等实现了针对柴油转子发动机及天然气-柴油双燃料转子发动机的二维数值模拟3-4，并对燃烧过程进行了数值模拟研究;昊进军针对高压共轨柴油转子发动机ECU 以及试验匹配进行了研究，实现了高压共轨燃油喷射和电子控制的有效结合；J.Abraham等早期对预混式天然气转子发动机进行了数值模拟计算； J.K.Yeom等基于Fluent软件，以喷雾贯穿距离和索特平均直径为评估指标，针对柴油喷雾中不同的油滴破碎模型及喷雾特性进行了比较分析；M. DeFilippis等使用激光多普勒测速仪，测得了转子发动机内部流场的变化；潘剑锋、范宝伟等基于
收稿日期：2017-07-18；修回日期：2017-10-10
Fuent建立广转子发动机三维动态模型，针对点火应置对汽油转子发动机燃烧过程的影响进行了数值模拟研究了,并通过搭建转子发动机PIV流场测试试验台,揭示了转子发动机缸内涡流的变化规律以及上止点附近单向流为主的流场分布规律1。
目前的研究内容主要集中在流场分布规律的优
化和燃烧特性的分析两方面，并且主要采用数值模拟的方法，关于转子发动机喷雾特性研究的试验数据较少。鉴于转子发动机结构紧漆、转速高的特点以及独特的缸内环境，对油束的蒸发以及雾化速度要求更高并目转子发动机缸内空间狭长，所以，针对喷雾油束中油膜蒸发与空间雾化比例"的优化与往复式内燃机不同，进而对喷务参数要求也就不同。因此，本研究针对柴油转子发动机喷雾特性开展试验研究，不仅为转子发动机喷雾参数的优化提供数据参考，还为改善油气混合状态、降低柴油转子发动机排放创造条件。
试验设备及方法 1.1
转子发动机喷雾试验装置
图1示出喷雾特性试验系统示意。该试验系统主要包括定容燃烧弹、高压共轨燃油喷射试验台、高
基金项目：国家自然科学基金（51576093,51606089）；中国博士后科学基金（2016M601735）
作者简介：刘洪俊（1990—），男，硕士，主要研究方向为转子发动机喷雾及燃烧过程;l_hongjun@163com。
通讯作者：潘剑锋（1986一），男，教授，博士生导师，主要研究方向为动力机械燃烧过程和燃烧票统；mikujseduen。