应用激光全息术对柴油雾化机理和喷雾特性的研究

经各种条件下的全息照片的定性分析和采用计算机数字图像处理的定量分析，得出了喷雾场的粒子分布情况不同于传统观点所认为的分布情况，并基于液体破碎理论进行了雾化机理的分析。讨论了喷射时间，气缸背压，喷射压力，喷油嘴结构对喷雾特性的影响。     

双曝光全息干涉法测量柴油机燃油喷雾的浓度场温度场

采用双曝光激光全息干涉法，在试验气缸中，非接触地同时测量出燃料喷雾的三维浓度场温度场分布。利用代用燃料戊烷在４２３Ｋ，４—６ＭＰａ的试验条件下，记录了不同压力及不同喷射时刻的全息图。将喷雾束做为轴对称的位相物体，运用Ａｂｅｌ变换求出折射率的三维分布，进而由折射率数值计算出油气的浓度及温度分布，给出了试验条件数据结果和分布曲线。     

脉冲激光全息技术探测柴油机喷雾方法的研究

在柴油机喷雾全息观测系统上,研究了脉冲激光全息技术探测柴油机喷雾的方法,并着重探讨了同轴全息微粒场密度极限、大密度微粒场全息测量、雾场燃油浓度分析及雾场二维和三维显示等测试问题。文中成功地测量了柴油机喷雾油滴尺寸、频数分布和燃油浓度,实现了喷雾内部构造的可视化,发现和认识了一些新的雾化现象,为柴油机喷雾模型构筑和燃烧过程的研究提供了重要依据。     

空化效应下高压喷嘴结构对燃油喷雾特性的仿真研究

针对喷孔内部出现的空化现象,运用计算流体力学和计算燃烧学,数值模拟了喷嘴结构对燃油喷雾及燃烧情况。结果发现:喷孔入口圆角半径和喷孔直径对燃烧过程都有显著影响。喷孔入口圆角半径的增加以及喷孔直径的增大,从根本上都会使得对燃油初次破碎起重要作用的喷孔内部空化现象减弱,从而降低燃油与空气形成的混合气质量,并最终对燃烧过程产生不利影响。喷孔夹角的增大虽然使得喷孔内部的空化现象得到加强,从而改善燃油的初次破碎情况。喷孔长度对燃油的喷雾特性,几乎没有任何影响。     

高涡流中燃油喷雾混合的数学模型研究

本文应用紊流射流的积分方法建立了高涡流中燃油喷雾混合的数学模型。针对Cummins模型存在的喷雾混合率计算偏低的问题、借助于对Prasad试验数据的回归分析,提出了一种新的无因次速度和浓度相似分布剖面。利用本模型所作的参数分析表明,模型计算结果与实测数据比较吻合。     

第三代伞状喷雾空间分布特性实验研究

提出了第三代伞状喷雾——贯穿距可调喷雾概念,并在大气压下,对2种碰撞角度、5种启喷压力的第三代伞状喷雾和多孔喷雾进行了高速摄影,比较分析了它们的空间分布特性.结果表明:燃油碰壁使喷雾沿导向锥面呈扇形展开,喷雾贯穿距变短,但喷雾的空间展开面积变大,周向分布更加均匀;通过改变碰撞角度能够调整喷雾贯穿距,从而避免喷雾与燃烧室壁的碰撞;随着启喷压力的增加,喷雾贯穿距和扇形角也相应增大;喷孔数、碰撞角度和启喷压力三者的合理配合对第三代伞状喷雾至关重要.     

单喷嘴喷雾冷却旋转圆筒的换热特性实验研究

采用单喷嘴喷雾冷却的换热方式来研究旋转圆筒的换热特性。通过设置不同的参数,观察圆筒外壁的温度分布及变化规律,并计算物料的热流密度。实验结果表明,物料到筒外壁之间的热阻会对换热过程产生严重的制约;未喷雾时,外壁面温度达到物料的30%,而喷雾时,达到11%。随着物料温度的升高,外壁平均温度会显著升高,物料的热流密度增长幅度也会逐渐的增大;并且温度越高,喷雾冷却的优势越明显。圆筒转速对温度的分布会产生一定的影响,转速越高,温度分布越均匀,热流密度也会有所提升;当提升1 r/min时,热流密度提高不到1%;喷雾流量对换热效果的影响较大,热流密度随流量的增大而增大,但增长速率会逐渐减缓。     

燃油喷雾撞击高温壁面的形态特征研究

内燃机的高强化发展导致壁面温度上升,燃油撞壁现象难以避免.燃油喷雾撞击高温壁面对混合气形成有重大作用,进而影响燃烧过程和碳烟排放.文中利用背光法在流动式定容燃烧弹上对柴油喷雾撞击高温壁面的形态特征进行试验研究,分析了喷油压力、背景压力和壁面温度对近壁面喷雾形态特征的影响.结果表明：喷油压力越大,壁面漩涡出现时刻越早,且对铺展半径和卷吸高度的增大起明显的促进作用.背景压力越大,撞壁时刻延迟,铺展半径和卷吸高度下降,背压对铺展半径的影响超过对卷吸高度的影响.壁面温度越高,漩涡出现时刻越早,撞壁油束的铺展半径和卷吸高度越大,但当壁温达到莱顿弗罗斯特温度时,壁面传热模式改变,铺展半径和卷吸高度发生突降.针对所引入的综合影响系数,研究表明喷油压力的变化对卷吸高度的综合影响系数最大,最后文中基于研究规律拟合了结合壁面温度的铺展半径和卷吸高度的经验公式.     

用数码摄像技术研究柴油机喷雾特性

利用由计算机控制触发时刻可调的脉冲光源进行照明 ,用数码相机在自制的实验装置上拍摄柴油机燃油喷雾图像 ,所拍摄图像的像素范围 16 0 0× 12 0 0。应用计算机图像处理技术对采集的喷雾图像进行处理 ,试验结果表明随着针阀升程的增大 ,喷雾的贯穿距离增大 ,可以认为针阀升程越大油束速度衰减越慢     

特种车辆煤油代用燃料喷雾与燃烧特性研究

利用定容喷雾弹和单缸机柴油机对煤油燃料的喷雾特性和燃烧特性开展对比试验研究,分析燃用煤油燃料对发动机动力性及经济性的影响.结果表明:与柴油相比,煤油燃料喷雾锥角增大、贯穿距减小.在标定不变的前提下,柴油机燃用航空煤油缸内放热率曲线与燃用柴油相比变化不大,最大压升率及排温略有降低.燃用灯用煤油相比柴油放热始点推迟,在标定工况预混合放热缓慢,在最大扭矩工况下预混合放热剧烈,最大压升率相比燃用柴油增加0.04 MPa·℃A-1,发动机排温降低.柴油机燃用煤油燃料的功率降幅在6.7%以内,油耗率有所降低.     

柴油机喷油嘴针阀动态特性的初步研究

柴油机油嘴油槽中的压力变化率可达20～40MPa/ms,因此针阀的启闭过程是一个动态过程。本文建立了针阀上升和下降过程的动态运动方程,并与静力平衡方程作了比较。理论与试验研究证明,针阀动态开启压力明显高于静态,而动态关闭压力又明显低于静态,且与发动机工况有关。针阀的动态落座特性使喷射后期油粒直径变大,喷雾质量变差,并可能危及排放指标及油嘴寿命。     

喷油器喷孔积碳对柴油机燃烧特性影响研究

使用光学电子显微镜,对比分析了新喷油器和积碳喷油器的喷孔形貌。图像表明:喷油器喷孔积碳后,喷孔出口有明显的不规则积碳,喷孔圆度发生变化,喷孔结构改变;喷孔内部粗糙度增大,有少量不规则积碳。利用单缸柴油机试验台架,分别使用新喷油器和积碳喷油器进行了外特性燃烧试验,分析了燃烧特性的变化规律。试验结果表明:喷油器喷孔积碳后,柴油机功率、扭矩下降,小时油耗、燃油消耗率增大,发动机动力性、经济性下降;由于积碳影响雾化质量,导致燃烧状况变差,缸内压力有所下降,同时造成滞燃期增长,预混合燃烧阶段放热量增多,压升率与放热率峰值明显增大,燃烧过程粗暴,排气温度升高。     

涡轮增压器配车用柴油机的研究

为适应车用柴油机495Q增压的需要,本文提出了两种增压系统的设计方案;进行了计算分析和一系列试验研究。结果表明:设计方案是可行的。     

直喷式柴油机燃用F-T柴油时燃烧特性的研究

根据实测的喷油器针阀升程和示功图，对一台单缸、直喷式柴油机燃用Fischer—Tropsch（F—T）柴油时的燃烧放热规律进行了计算，并系统分析了其燃烧特性．研究结果表明：与0号柴油相比，F—T柴油的喷油延迟角和喷油持续期稍长，滞燃期平均缩短了18．7％，预混燃烧放热峰值平均降低了26．8％，扩散燃烧放热峰值较高，快速燃烧期较短，燃烧持续期相当；燃用F—T柴油时的最高燃烧压力略低，最大压力升高率显著降低，燃烧噪声和机械损失较小，有效燃油消耗率和有效热效率得到了改善．     

高温冷却柴油机的燃油喷射特性和喷雾特性

目前,为了进一步提高车用涡轮增压柴油机的功率,而又不至于增大其散热器的尺寸,有利于车辆动力舱的布置,趋向于采用高温冷却发动机的气缸和燃烧室组件的技术。在高温冷却下,发动机的冷却水温度从80～90℃提高到120℃。这样可以减少冷却水所传走的热量,达到适当控制其冷却水散热器的尺寸的目的。 本文主要研究高温冷却柴油机在整机温度和环境温度提高之后,柴油机燃料密度和可压缩性的变化对燃油喷射和雾化特性的影响。     

柴油机喷油过程循环波动的测量及研究

建立测量多循环喷油过程连续变化情况的测试系统,研究在不同齿杆位置下各种转速时,循环喷油量的分布及循环喷油量波动率的变化情况,提出一种测量油管残余压力的方法.结果表明,油管残余压力对喷油过程的循环波动有较大影响,另外,在有二次喷射时喷油过程的循环波动并不大。     

激光全息课堂演示

使用本校研制的ＲＳＰ－Ｉ全息干板和１．５～２．５ｍＷ的氦氖激光器以及简易防震台和器具，可将全息图制作搬进课堂在日光灯下演示．     

基于计算机图像识别的柴油机喷油嘴渗漏检测方法

提出了采用计算机图像识别技术的柴油机喷油嘴渗漏检测方法。通过喷油嘴图像的采集 ,图像的计算机处理 ,获取渗漏油迹信息 ,计算油迹面积 ,达到对喷油嘴渗漏现象的检测。实验证明 ,该检测方法能快捷观察到喷油嘴有无渗漏 ,且可对喷油嘴渗漏量进行精确检测。     

涡轮增压柴油机供油过程的模拟计算研究

本文在传统的供油计算的基础上,提出了一种新的考虑变音速、变密度的计算方法。该法认为在高压油管中燃油音速是时间和地点的函数,从而较好地模拟了涡轮增压柴油机的供油过程,特别对喷射压力较高的柴油机,用本方法计算其效果更好。     

柴油机供油系统中压力波信号的小波分析

通过压力传感器、放大器、A/D卡和计算机对柴油机供油系统中泵端和嘴端压力波信号进行了采集 ,然后用小波分析法对其时频特性进行了研究。研究结果表明 :通过小波变换 ,可将柴油机供油系统中压力波信号的各个频带成份清晰地显示出来 ,并可以看出泵端和嘴端压力波在小波分析后的差别