目前，高海拔情况下运转的柴油机常跟随烧蚀和积碳的题目。为此，国表里不少学者针对分歧海拔柴油机喷雾和喷

目前，高海拔情况下运转的柴油机常跟随烧蚀和积碳的题目。为此，国表里不少学者针对分歧海拔柴油机喷雾和喷雾撞壁经过伸开试验和模仿，结果解释：海拔会对柴油机燃烧室内的喷雾样子和雾化爆发影响，乃至直接导致液相喷雾撞壁的爆发，从而更动燃烧室内的燃油漫衍和燃烧状况，对发起机分歧受热件的热负荷爆发较大影响。目前，对分歧海拔柴油机喷雾经过的试验首要是针对燃油的撞壁和雾化的影响，较少涉及燃油燃烧经过，特地是火焰撞壁后的近壁面燃烧状况的商讨；另一方面，针对分歧海拔的喷雾和燃烧经过的商讨，更众是通过数值模仿的权术，贫乏相应的试验验证。燃烧经过对活塞轮廓的烧蚀和积碳起到重心效用，于是亟需通过试验权术知道分歧海拔情况下喷雾和燃烧经过的分歧。

使用图1所示的可视化定容燃烧弹试验装配编制举办试验，首要由定容燃烧弹、电控高压共轨燃油喷射编制、高速照相机、数据收罗编制和配气编制等构成。为了模仿柴油机上止点缸内的温度和压力情况，燃烧室内的气体充量还将通过预燃乙炔的形式进一步升高温度。正在乙炔燃烧闭幕后的压力低落经过中，通过压电晶体传感器监控燃烧室压力，并依据理念气体方程计算燃烧室内气体温度，正在抵达倾向温度时喷入燃油。通过这种本领能够模仿高达1200 K 的高温情况，且燃烧室内气体情况的密度和喷油前的氧体积分数也能够通过调治乙炔预混气中各组分气体分压来调治。

商讨海拔对燃油附壁燃烧经过的影响，通过更动定容燃烧弹内的后台气体密度来模仿分歧的海拔情况。试验商讨的海拔为 0～4500 m，柴油机满负荷工况下喷油始点时间柴油机缸内气体密度和海拔的对应相合由模仿筹算获取。好像负荷时，喷油始点的温度随海拔变动不大，永远正在800～850K内，于是试验中将后台气体温度固定为 800 K，以削减情况变量。试验由两局部构成：非燃烧状况(氧体积分数为0)的喷雾蒸发试验，商讨分歧海拔对燃油的喷雾液相长度及湿壁燃油铺展境况的影响；寻常状况(氧体积分数为21%)的喷雾和燃烧试验，商讨海拔对喷雾着火及燃烧经过的影响。试验中的燃油喷射压力和喷孔直径与实质柴油机参数维系一律。别的，因为定容燃烧弹内燃烧室容积弘远于实质柴油机缸实质积，且单孔喷油器的喷油量也远小于实质的众孔喷油器，定容燃烧弹试验中喷油赓续期是非对试验结果已无宏大影响，于是挑选一个相对较长的赓续期，以包管针阀也许所有开启，且喷油动量弧线存正在一段准稳态区间。别的，喷雾轮廓的提取采用普及行使的灰度阈值法识别喷雾界限，如下图所示。

喷油发轫后，大约正在喷油赓续0.7ms自此喷雾液相长度不再添加，喷油动量进入准稳态阶段。分歧海拔情况下因为燃烧室内气体对喷雾的拦阻效用分歧，会产生两种分歧的境况，一种是喷雾充实开展后柴油喷雾液相长度小于喷口到挡板的间隔；另一种是喷雾充实开展后柴油液柱前端来到挡板，产生喷雾撞壁情景，变成附壁燃油。为了明显对照喷雾撞壁情景，笔者挑选喷雾充实开展后准稳态岁月(喷油发轫后1.5ms时间，简称1.5ms ASOI)各个海拔前提下的喷雾图像对照，如图3所示。海拔为 0、1000 和 2000 m 时喷雾液柱前端并未来到挡板，惟有零碎的非持续液滴撞击挡板壁面而且会敏捷蒸发。但海拔为3000 m时，喷雾液柱前端已来到了挡板壁面，会变成较显明的燃油附壁，且跟着海拔进一步升高，喷雾液相正在壁面上的铺展面积更大。

图4为喷雾液相长度和附壁油膜面积随海拔的变动。此中各工况的数值均挑选喷雾进入准稳态阶段后(1～2ms)的均匀值。跟着海拔升高，柴油喷雾液相长度添加。当海拔抵达 3700 m，柴油喷雾液相长度根基处于撞壁状况，于是喷雾液相长度不再跟着海拔的升高而增大，安稳为 56 mm。海拔为3000m下惟有局部时期段液态油滴爆发撞壁，于是均匀喷雾液相长度小于56mm，但极端亲热。而正在低海拔情况下，如海拔为0m时，均匀喷雾液相长度小于喷孔出口到挡板的间隔，根基不爆发喷雾撞壁情景。其它，跟着海拔的升高，喷雾撞壁的液态油雾增加，当海拔高于 3000 m 时，撞壁液态油雾的油量明显升高，能够以为此时产生豪爽附壁燃油。而低海拔情况下，惟有喷雾前端离开液柱的小团未蒸发油雾有时撞击壁面，均匀油膜面积较小。

图5为分歧海拔情况下着火时间的图像对照。正在低海拔情况下，海拔为0时，喷雾的着火点一切漫衍正在远离壁面的处所，且大面积的雾化燃油同时着火，火焰明亮，呈球形，燃烧荟萃正在燃烧室中央。海拔为1000m前提下，因为低密度情况中的更疾的喷雾贯穿速率和更长的滞燃期，着火点的处所相对付海拔为 0m 前提，集体向前挪动了一段间隔，此中最靠前的着火点一经亲热乃至来到了挡板壁面。跟着海拔的升高，这一偏向越来越显明。高海拔情况(4500m)下，因为着火时间一经爆发喷雾撞壁，喷雾前端燃空夹杂状况远不如低海拔情况，当量斗劲大。此时，大局部燃油正在挡板壁面上径向铺伸开后才抵达着火前提，着火处所亲切壁面。别的，值得提神的是，正在海拔为 2000 m 以上时，着火之后短时期之内的火焰亮度均较暗；且海拔越高，这一情景越显明。该情景是因为燃烧室壁面的冷却效用酿成的，这种冷却效用正在实质发起机中应当也存正在，由于源委压缩行程后，缸内气体的温度是高于燃烧室壁面温度的。

图6为着火时间和着火点到壁面的间隔随海拔的变动。此中，着火点到壁面的间隔以着火时间燃油液相前端到挡板壁面的间隔筹算。跟着海拔升高，喷雾和燃烧的滞燃期添加。正在海拔为 0 时，燃油着火燃烧爆发正在喷雾发轫后约0.7ms时间，而海拔为4500m时，喷雾着火燃烧爆发正在喷雾赓续1.0ms 时间，伸长了 0.3ms。另一方面，跟着海拔升高，着火重心到壁面的间隔减小。海拔为0时，当爆发喷雾着火， 燃油液相前端到壁面的间隔约为16 mm，火焰间隔壁面较远；而海拔为 4500 m 时，着火时燃油液相前端到壁面的间隔惟有2mm，火焰极端亲切壁面，易导致近壁面左近的温度梯度较大，壁面热负荷添加。为了更显明地对照海拔对近壁面左近燃烧的影响，挑选对照度较大的0m和 4500m 海拔举办对照。图7为高海拔和低海拔燃烧前期的火焰对照。

低海拔情况下，燃烧前期会正在挡板壁面左近变成一层较暗的界限层，而正在高海拔情况下则没有。以往商讨的阐述结果解释，试验拍摄的图像中火焰发光首要来自高温的固体碳烟辐射。昏暗界限层的产生是低温碳烟所导致，正在海拔为 0m 情况下，大面积的雾化燃油同时着火，并正在来到壁面之前变成豪爽的高温碳烟，正在图像中阐扬为明亮的火焰；这些高温陆续向前运动的经过中，遭遇温度较低的挡板壁面，被冷却为低温碳烟。这些低温碳烟不再辐射出明亮的光彩，相反，对后台光变成遮挡，导致玄色界限层的变成，亮度乃至低于后台亮度。图8为分歧时间挡板近壁面低辐射碳烟层厚度 随海拔的变动。跟着海拔升高，燃烧中期挡板近壁面左近的低辐射碳烟层厚度添加，这是撞壁燃油质料随海拔升高而添加的结果。跟着燃烧的举办，该层的厚度渐渐减小。正在喷油发轫后 2.5 ms，此时喷雾一经闭幕，内侧接近喷雾轴线和挡板壁面的高当量比夹杂气渐渐暴闪现来与鲜嫩氛围接触，加快碳烟氧化，于是低辐射碳烟层根基隐没，各个海拔下的碳烟层厚度都降到 0.5 mm 以下。

图9为分歧海拔情况下火焰层厚度随时期的变动。低海拔情况下，燃油雾化较好，燃烧荟萃正在中、前期，于是正在喷雾发轫后的2.25ms(2.25ms ASOI)前，海拔越低，火焰层厚度越大。高海拔情况下，后燃重要，燃烧重心后移，2.25ms ASOI 之后，海拔越高，火焰层厚度越大。且海拔越高，火焰层厚度峰值越大，阐明正在高海拔情况下，燃烧放热的重心偏后，这将导致柴油机做功材干削弱，热功效下降。

（1）跟着海拔升高，柴油喷雾液相长度添加，正在海拔为 3000 m 产生少量的喷雾撞壁，而更高海拔则会产生直接的液相燃油撞壁，变成豪爽附壁燃油，海拔越大，附壁油膜面积越大；跟着海拔的升高，喷雾和燃烧的滞燃期伸长，着火点间隔壁面更近。（2）壁面效用正在喷雾和燃烧各阶段的阐扬有所分歧；燃烧前期，正在低海拔前提下，温度较低的壁面首要对碳烟氧化阶段起到了冷却效用；而正在高海拔前提下，这一冷却成就首要效用于滞燃期之前的蒸发和焰前响应经过；燃烧中期，壁面被喷雾火焰加热，冷却效用削弱；低海拔情况下的喷雾和燃烧经过不正在壁面左近变成低温碳烟层；高海拔情况下的喷雾经过则因为壁面左近的过浓夹杂气燃烧爆发豪爽低温、低亮度碳烟，且海拔越高，这一低亮度碳烟层越厚。（3）海拔升高会导致峰值火焰层厚度和最大壁面铺展畛域添加，燃烧放热的重心后移，对柴油机做功和热功效爆发倒霉影响。

文献原因及推举阅读[1]黄胜,郑高翔,黄荣华等.海拔对柴油喷雾和附壁燃烧经过的影响[J].内燃机学报,2019,37(06):522-528.[2]张春明，陈文全，罗行，等.喷雾碰钉子蒸发的测验 [J]. 化工起色，2006，25：244-247.

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