【正文】 滴尺寸和速度。國際上也專門成立了液體霧化與噴霧系統(tǒng)學會（ILASS：Institute for Liquid Atomization amp。而部分針對代用燃料發(fā)動機噴霧與燃燒系統(tǒng)的研究也只限于通過優(yōu)化燃燒室的結(jié)構(gòu)使其適應噴霧以提高燃燒的質(zhì)量, 這是被動的,沒有考慮從控制燃燒過程的源頭( 噴霧霧化)來解決問題。將醇類燃料或者油醇混合燃料應用在發(fā)動機( 進氣道噴射和缸內(nèi)直噴)上, 對減少 CO2 以及其他燃燒排放物有一定的作用。用計算流體力學方法直接模擬噴油器內(nèi)的燃油流動及將噴油器出口的燃油液柱分解為大的液滴計算代價太大，現(xiàn)在比較多的做法是在定容彈或光學發(fā)動機內(nèi)測量噴霧的特性，然后用單缸機驗證發(fā)動機的性能或用CFD標定好模型后再計算缸內(nèi)的混合及燃燒。而對于分層稀燃的GDI，從2006年起，主要依靠適當噴霧特性的分層燃燒系統(tǒng)也開始投放市場，并被公認為是性能最好的分層燃燒系統(tǒng)。大多數(shù)采用充量分層稀薄燃燒的GDI發(fā)動機根據(jù)工況不同采用混合燃燒模式：中小負荷時，為了獲得較好的燃油經(jīng)濟性，GDI發(fā)動機的節(jié)氣門保持全開，燃油在壓縮沖程后期噴入燃燒室，形成非均質(zhì)的混合氣，在火花塞周圍的混合氣較濃，遠離火花塞區(qū)域為稀薄混合氣，全局空燃比為25~40，為分層稀薄燃燒，燃油消耗下降率高達35%；在大負荷時，為了得到較高的動力性，采用化學計量的混合氣，燃油在進氣沖程早期噴入燃燒室，燃油與空氣在燃燒室內(nèi)充分的混合，為均質(zhì)當量燃燒，此時動力性比PFI提高10%左右；當GDI發(fā)動機全部采用均質(zhì)當量混合燃燒模式時，它可以使用目前PFI發(fā)動機上廣泛使用的、技術(shù)成熟的TWC滿足嚴格排放法規(guī)的要求，從而避免了使用技術(shù)尚未成熟、對汽油硫含量要求較高的稀燃NOx催化轉(zhuǎn)化器，盡管均質(zhì)當量GDI發(fā)動機的節(jié)油效果不如分層稀燃的GDI，但在與其它先進技術(shù)結(jié)合下，也能獲得較好的節(jié)油效果，因而成為目前國際上GDI發(fā)動機的發(fā)展主流。除上述兩家公司外，日本其它廠家也有多種GDI發(fā)動機上市，；克萊斯勒汽車公司開發(fā)的四沖程GDI汽油機在采用了其兩沖程汽油機科研成果后，使燃油經(jīng)濟性提高了20％30％，該公司稱目前所獲得的這種燃油經(jīng)濟性()可以與小排量的直噴式柴油機相媲美；德國奔馳汽車公司于上世紀末投資近１億馬克，開始全面啟動GDI研究項目；(每缸5氣門)，據(jù)介紹，該機的油耗較同等功率(56kW)的傳統(tǒng)發(fā)動機低15％20％；寶馬公司前不久推出了采用第二代汽油直噴技術(shù)（高精度噴油）的兩款四缸和六缸燃油分層燃燒自然吸氣發(fā)動機，無論是在歐洲行駛循環(huán)還是在客戶端實際運行中都達到了明顯的節(jié)油效果。近年來，該公司又推出多種GDI新機型：、。近些年來，一種非均質(zhì)、充量濃度分層、稀薄燃燒為特征的汽油機缸內(nèi)直噴（GDI）技術(shù)可以極大地提高汽油機的燃油經(jīng)濟性，因而該種汽油機成為行業(yè)研究和開發(fā)的熱點。傳統(tǒng)汽油機采用進氣節(jié)流方式對負荷進行“量調(diào)節(jié)，相比缸內(nèi)直噴“質(zhì)調(diào)節(jié)”的柴油機，具有較高的泵氣損失；并且其壓縮比為911較低（柴油機為1622），熱效率比柴油機低15%左右；當前主流汽油機采用電控進氣道燃油噴射(PFI)和三效催化器(TWC)后處理技術(shù)，但是，TWC高效轉(zhuǎn)化要求發(fā)動機必須燃用化學計量比的混合氣，使燃油經(jīng)濟性高于使用稀混合氣的柴油機。定容彈內(nèi)汽油摻混酒精燃料的噴霧特性分析院 系動力與能源工程學院專 業(yè)熱能與動力工程班 級學 號姓 名指導教師負責教師33沈陽航空航天大學畢業(yè)論文目 錄1 緒論 1 1 4 ..................................................................................................52霧化機理及模擬計算 6 6 8 10 123定容彈噴霧仿真計算及分析 13 13 13 ........................................................................................15 ................................................................................18 ................................................................................194結(jié)論 21參 考 文 獻 22致 謝 241 緒論內(nèi)燃機是機動車輛的心臟，它的出現(xiàn)促進了汽車的發(fā)展，汽車的大發(fā)展又帶動了內(nèi)燃機的飛速發(fā)展。在石油資源逐漸枯竭、環(huán)保意識日益增強的情況下，人們迫切要求提高內(nèi)燃機的動力性、經(jīng)濟性和排放性能。傳統(tǒng)均質(zhì)混合氣燃燒的稀燃空燃比上限為22，穩(wěn)定運轉(zhuǎn)即不發(fā)生失火的空燃比上限為18，因而提高汽油機燃油經(jīng)濟性的能力有限。日本三菱汽車公司自1996年率先向市場投放第一臺GDI發(fā)動機以來，先后又開發(fā)出了多種不同類型的GDI發(fā)動機，、它們分別裝用于四種中、大型轎車投放市場。據(jù)該公司說其D4型GDI發(fā)動機可降低油耗30％左右、功率提高約10％。目前市場上的GDI汽油機存在兩種主要工作模式：1）非均質(zhì)、充量分層的稀薄燃燒；2）均質(zhì)當量混合氣燃燒。2005年，歐洲新開發(fā)并上市的7款轎車汽油機中有4款是GDI，日本新開發(fā)并上市的8款轎車汽油機有2款是GDI，這6款GDI全部采用均質(zhì)當量燃燒方式。由于缸內(nèi)直噴汽油機噴油器的多樣性及發(fā)展時間不長，商業(yè)軟件中目前還沒有現(xiàn)成的缸內(nèi)直噴汽油機噴霧的計算模型。醇類燃料與汽油相比具有更高的辛烷值、 更寬泛的著火范圍、 更高的火焰?zhèn)鞑ニ俣纫约案叩钠瘽摕嶂?。大部分的代用燃料發(fā)動機都只是采用原來的、 適用于汽油燃料的噴霧燃燒系統(tǒng), 這樣勢必影響代用燃料發(fā)動機的性能。液體的噴霧與霧化過程在國民經(jīng)濟許多部門都有著廣泛的應用，加之其重要的理論和學術(shù)意義，國內(nèi)外對該領(lǐng)域的研究都十分重視。對噴霧的研究主要集中在實驗測試法和數(shù)值計算仿真法上。國內(nèi)外大量科研工作者通入了大量的時間和精力在上面。史紹熙、李理光、成曉北和黃榮華等人對噴霧滴徑分布和霧化過程進行了深入的研究。其中STARCD 軟件件具備湍流模型( kε模型、RSM 模型)、噴霧燃燒模型(油滴爆裂模型、油霧蒸發(fā)模型、壁膜模型、污染物生成模型等)以及燃燒等涉及的各種計算模型。定容燃燒彈( 容彈)主要模擬活塞在上止點附近發(fā)動機的燃燒狀況, 具有結(jié)構(gòu)簡單、 易于研究單一湍流參數(shù)的變化對燃燒過程的影響等優(yōu)點, 因而被廣泛運用于內(nèi)燃機燃燒研究。據(jù)此本文擬在下