基于折射率匹配法GDI 发动机附壁油膜特性-绵羊汽车生活记录

缸内直喷（GDI）汽油机具有油耗低、反响速和空燃比驾御准确等上风，运用日趋广大。然则，GDI会显现燃油撞击活塞皮相造成油膜的景象，正在后续燃烧经过中发生池火，

缸内直喷（GDI）汽油机具有油耗低、反响速和空燃比驾御准确等上风，运用日趋广大。然则，GDI会显现燃油撞击活塞皮相造成油膜的景象，正在后续燃烧经过中发生池火，进而形成碳烟排放恶化、燃油经济性低重及未燃碳氢增长。对活塞皮相的油膜厚度分散举行瞬态高速定量测试，获取其随曲轴转角转移的顺序，对探求GDI 唆使机的碳烟天生机理及优化相应燃烧经过具有紧张意旨。本期推文笔者正在定容燃烧弹上，采用折射率成亲法（RIM）方式，获取了差别燃油温度下喷雾射流撞壁和油膜重积等音讯，探究了燃油温度对喷雾机闭和附壁油膜天生性子的影响。

试验选用的定容燃烧弹边长为160 mm，有4个直径为80 mm的圆形视窗，容弹内部机闭如图1所示，GDI喷油器被安置正在容弹顶部，正在容弹侧面安置支架，石英玻璃固定正在支架上，LED 灯带纠缠于圆柱形石英玻璃侧面，照亮石英玻璃皮相。通过安排支架地方保障石英玻璃位于喷油器正下方，喷嘴与石英玻璃上皮相相距为37 mm。采用氮气动作情况介质，情况压力保护正在常压为0.1 MPa。采用热电偶监控容弹内情况温度，正在向容弹内部充气经过中，容弹内情况温度会略有上升，静置一段年光后，待温度到达(43±2) ℃即可起源试验。图2为试验装配示意，试验采用的高速相机为Phantom高速相机，拍摄速率为9 900 幅/s，曝光年光为10 μs，采用Sigma镜头，光圈为f/2.8，拍摄取得的图像分袂率为512×512。一台高速相机通过容弹下方45°反射镜来获取油膜重积、发达和蒸发音讯；行使一台500W 镝灯从容弹右侧视窗照亮喷雾场，运用容弹左侧的高速相机拍摄喷雾宏观状态音讯。

试验条目如表1所示，容弹内温度为(43±2)℃，压力为0.1 MPa，采用5孔GDI喷油器，喷孔直径为0.18 mm，长径比为0.93，喷油脉宽为1.5 ms。正己烷对应汽油中的中低沸点组分，且与汽油有更左近的闪沸特色，于是选用正己烷为试验燃油，喷油压力为10 MPa，正在10 MPa 下针阀全开、喷油器流量为8.01 g/s。运用容弹顶部的加热体例，燃油温度可驾御正在40～120 ℃。试验标定燃油为异辛烷和十二烷。

燃油温度是影响燃油受阻油膜厚度的症结成分之一。极度对众孔喷油器而言，正在差别的燃油温度下，喷雾也许爆发闪沸，发生差别水准的坍塌，导致附壁油膜的体积、面积和厚度爆发转移。对差别燃油温度下附壁油膜的状态与厚度举行阐明。

差别燃油温度可直接影响喷雾状态与附壁油膜状态，图3为差别燃油温度下喷雾图像示意。当燃油温度从40 ℃增长到80 ℃时，可能从喷雾图像中看到明确的独立雾束；燃油温度升高至90 ℃，喷雾正在喷嘴出口处彰着坍塌，显现了闪沸的规范喷雾景象；跟着燃油温度络续升高，5 束燃油最终齐备坍塌。闪沸惹起的坍塌曾经被广大琢磨，源由归结为正在喷嘴出口处造成了关闭的低压区。脱节喷嘴的燃油爆发闪沸而激烈雾化，油束正在喷嘴出口处膨胀且宽度增长，众个油束重叠制止油束间的气体与外界调换，导致内部的压降无法取得补充，低压区造成。正在情况压力的感化下油束逐步聚积，直至齐备坍塌。

燃油温度也直接影响附壁油膜的状态。图4为油膜面积最大岁月的油膜厚度伪彩。燃油温度较低，每个喷孔处的油束正在壁面造成独立油膜；跟着燃油温度升高，闪沸越来越激烈，爆发坍塌景象，独立的油束归并成一个油束，油膜逐步向中央聚积，最终造成一片完美的油膜。当燃油温度从40 ℃升至70 ℃，闪沸景象未爆发，油束之间简直无互相感化，于是正在壁面上留下各自独立的油膜，温度低、燃油厚度较大。跟着燃油温度增长到80 ℃，油膜彰着变薄，正在喷雾图像中可能看出雾束的直径彰着增长，由于80 ℃时过热度Rp为1.43，闪沸景象曾经爆发，闪沸极大推进了燃油的雾化与喷雾液滴的蒸发。从90 ℃升至120 ℃，喷雾的闪沸水准增长，油束间的互相感化力越来越强，差别油束向中央聚积，最终坍塌成一束喷雾雾柱，正在壁面造成一片完美的油膜。温度越高坍塌水准越高，壁面油膜样式越圆润、厚度越大。

为了定量阐明图4所示的燃油厚度分散，取燃油温度为50、80 和120 ℃，将附壁油膜的厚度按从小到大摆列成柱状如图5所示。当燃油温度为50 ℃时，油膜赶上1.0 μm 的燃油所占比例亏损25%，由于正在50℃时燃油未爆发坍塌，壁面造成5束独立油膜，油膜体积大、厚度高。当燃油温度升高至80 ℃时，差别厚度油膜所占比例匀称，未造成壁面厚渡过大的燃油。正在80℃时，燃油的过热度Rp为1.43，喷雾闪沸曾经爆发，极大推进了燃油液滴的决裂与雾束蒸发；同时该过热度又不行有用诱发坍塌，于是薄油膜的比例增长。当燃油温度升至120 ℃，低厚度区域占比减小，厚油膜占比激增，1.0 μm以上的油膜厚度占比宏大于35%。这闭键归于过热度提升惹起的喷雾坍塌所导致，造成了一束喷雾射流，各喷孔喷射的燃油撞击到不异的区域，造成较为聚合的油膜。

图6出现了燃油温度为50、80 和120 ℃下附壁油膜体积随年光的转移。喷雾撞壁后油膜体积敏捷增长，到达最大油膜体积后再徐徐蒸发。正在50 ℃下，喷雾未爆发闪沸，大方未雾化的液相燃油撞击壁面，附壁燃油体积大、厚度高，高厚度油膜压制了附壁油膜蒸发，且此温度下燃油温度低，于是油膜蒸发速率较慢；燃油温度为80 ℃时，喷雾爆发闪沸，与燃油温度为50 ℃的工况比拟，个人燃油正在附壁前就已雾化，附壁燃油体积小、油膜薄；正在120 ℃下，喷雾激烈闪沸，燃油雾化水准极高，大个人燃油正在附壁前就曾经蒸发，但雾束爆发坍塌，附壁燃油面积小，壁面油膜厚度大，高燃油温度下的蒸发速率反而极慢。