理论教育 油束在燃烧室内的发展及形态变化分析

油束在燃烧室内的发展及形态变化分析

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:在本书2.3节中对燃油油束的特性已有初步介绍,本节则以油束布置难度较大的直喷式中小型高速柴油机为例来进一步讨论。由于这种柴油机燃烧室直径较小,喷油嘴喷孔到燃烧室壁面距离短,加上燃油喷油压力高,因此不可避免地存在着油束碰壁现象,碰壁燃油一部分沿燃烧室壁面形成射流,另一部分反弹到空间与空气混合。油束碰壁后沿气缸的轴向的分布则与燃烧室缩口率及壁面形状有关。燃烧室壁面温度越高,油束中的燃油蒸发量越多。

油束在燃烧室内的发展及形态变化分析

在本书2.3节中对燃油油束的特性已有初步介绍,本节则以油束布置难度较大的直喷式中小型高速柴油机为例来进一步讨论。由于这种柴油机燃烧室直径较小,喷油嘴喷孔到燃烧室壁面距离短,加上燃油喷油压力高,因此不可避免地存在着油束碰壁现象,碰壁燃油一部分沿燃烧室壁面形成射流,另一部分反弹到空间与空气混合。油束碰壁后燃油在空间和壁面的分配比例和着壁后的发展形态与油束相对于壁面的几何关系、喷注的碰壁速度、喷注体内的粒度分布、壁面的结构和温度等都有很大关系,其结果直接影响燃烧质量及排放品质。

直喷式柴油机燃烧室有多种结构,如沿气缸周向形状变化有圆形、四角形、花瓣形等,沿气缸轴向形状变化有直口、缩口及敞口的结构。近年来随着柴油机喷油压力不断提高,中小功率柴油机燃烧室大多采用带有缩口的ω形燃烧室(图2-10d),燃油油束着壁后沿壁面在周向呈对称的扩散分布,形成由油膜和油雾组成的附着于壁面的油气混合层,离壁面越远,油气浓度越低,油气混合层的厚度及其在周向扩散的距离与喷油压力、喷孔直径及缸内空气的运动等多项因素有关。油束碰壁后沿气缸的轴向的分布则与燃烧室缩口率及壁面形状有关。此外,油束轴线与壁面形成的入射角对着壁后的燃油流向起决定性作用,与壁面夹角大的一侧燃油量多,入射角越小,这种现象越明显。(www.daowen.com)

柴油机气缸直径越小,喷油器喷孔到燃烧室壁面距离越短,喷孔越大,燃油油束碰壁量则越多。燃烧室壁面温度越高,油束中的燃油蒸发量越多。高温有利于燃油雾化,因此对油束着壁、燃油反溅和蒸发也有一定的影响。此外,燃油堆积在燃烧室内壁面上形成油膜和油雾对燃烧与排放也有影响,过多的堆积会使柴油机HC、烟度和颗粒排放量增加。

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