燃油温度对柴油液相喷雾特性的影响

• Published in: 农业工程学报 Vol. 40; no. 21; pp. 56 - 63
• Main Authors: 雷基林, 刘晓佩, 刘懿, 刘春丽, 赵立艳, 王东方
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 昆明理工大学云南省内燃机重点实验室,昆明 650500 01.11.2024
• Subjects: 喷孔直径; 喷油量; 柴油机; low-temperature cold start; 低温冷启动; diesel engine; injection quantity; orifice diameter; 喷雾特性; spray characteristics
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202406222

TK428.9; 在低温环境下柴油黏度增大流动性变差,抑制了柴油机柴油喷雾的雾化和蒸发,直接影响柴油机的冷启动可靠性.为解决上述问题,采用背光法试验对比研究高温、低温柴油在不同工况条件下喷雾宏观结构的变化规律,并利用MATLAB对拍摄的喷雾图像进行数字图像处理获取喷雾宏观特性参数.试验结果表明,喷孔直径0.12 mm时,随着喷油压力的变化柴油温度对喷油量的影响比较明显,黏性力的持续作用减慢了靠近壁面的流体层的流动速度,抑制柴油喷出,柴油温度低于0℃时随着柴油温度降低喷油量减少,高压时柴油温度降低导致液滴间增强的黏性力在动能和惯性力的作用下反而促进柴油持续喷出,喷油量随着柴油温度降低而增多.喷油压力为75 MPa时,柴油温度降至-20 ℃相较38 ℃柴油喷油量增加了近23.87％.并且小孔径下柴油温度降低液滴间黏性力增大,导致喷雾液滴尺寸增大,液滴所具有的动量越大,削弱柴油喷雾径向发展趋势,轴向运动能力增强,随着柴油温度的降低,喷雾贯穿距增大而喷雾锥角减小,柴油温度从38 ℃降至-20 ℃,柴油喷雾在0.70 ms时刻喷雾贯穿距增大了 39.89 mm.喷孔直径为0.28 mm时,喷射压力小于75 MPa,喷油量随着柴油温度的降低而减少,相同喷油压力下柴油更多的动量消耗于克服更大的内部摩擦力,使其到达最远距离的能力减弱,降低柴油温度会导致喷雾贯穿距和喷雾锥角均减小,当喷油压力为75 MPa时,0.70 ms时刻-20 ℃柴油喷雾贯穿距相对38 ℃柴油喷雾贯穿距缩短了 30.86 mm.相同喷射压力下增大喷孔直径,-20 ℃柴油喷雾贯穿距减小,喷雾锥角增大.随着喷油压力的提升柴油温度对喷雾宏观特性的影响更加突出,喷油压力越高降低柴油温度造成的喷雾贯穿距缩短趋势越明显.研究结果可为柴油机冷起动过程低温柴油喷雾特性提供支撑.