直喷发动机燃油喷雾特性经验公式定量研究
2021-10-31王森顾鹏袁志远徐宏昌
车用发动机 2021年5期
王森,顾鹏,2,袁志远,徐宏昌
(1.上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240;2.上汽通用汽车有限公司,上海 201206)
燃油喷雾特性对内燃机燃油经济性与尾气排放具有重要影响,因此,发展燃油喷雾模型是内燃机设计的关键环节。许多前期研究对燃油喷雾特性进行了全方位研究,并总结了大量经验公式,用以刻画诸如喷雾贯穿距、喷雾锥角等特性。部分经验公式,如1960年以来Wakuri等[1]、Naber等[2]基于动量理论与大量试验数据得出的柴油喷雾经验公式,由于其使用的广泛性与预测的精确性,已被应用于喷雾建模的过程中。近年来,Payri[3]、曾伟等[4]基于无量纲分析提出了汽油喷雾特性经验公式,同样具有较好的预测效果。
但需要指出和注意的是,多数面向燃油喷雾的经验公式受限于自身的假设前提,应用范围较窄。例如,Sazhin等[5]在获取喷雾贯穿距经验公式时假设:虽然空穴现象的产生对于燃油速度与流量影响均较为显著,但对于动量流量的影响可以忽略不计。与之类似,Siebers等[2]在推导喷雾锥角经验公式时也使用了理想质量、动量流模型[6]。因此,对于现有模型进行比较分析,明确其局限性、验证其适用性具有重要意义。
此外,不同经验公式适用工况存在较为明显的差异。例如,Hiroyasu等[7]提出的喷雾贯穿距经验公式是基于低喷射压力、低背压试验数据得出,但许多其他研究工作是在柴油机实际工况下进行的。因此,明确经验公式的适用范围、油品特性以确保其适用性是极为重要的。……
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