一种新概念（BUMP）燃烧室内准均质燃油混合气快速形成机理的研究

摘要

该文利用先进的激光诊断技术(激光诱导荧光法)和数值模拟技术着重研究了BUMP燃烧室内燃油均质混合气形成的机理.在燃烧定容装置中深入研究限流沿尺寸、二次撞壁距离、喷油压力对二次射流的发展规律和燃油在燃烧室内分布的影响.发现增大限流沿的高度会增大二次射流角,而二次射流锥角没有明显的变化;增大二次撞壁距离会减小二次射流角，而二次射流锥角变化不大;喷油压力变化只是改变燃油撞壁的时刻和喷雾贯穿,对二次射流锥角影响不大.得出结论:通过调整BUMP高度和二次撞壁距离等对二次射流等影响较大的参数可以控制燃油在空间的分布,实现可控燃油混合气的形成.对传统燃烧室和BUMP燃烧室内燃油空气混合过程进行了对比研究,发现燃油撞壁以后在传统燃烧室壁面形成壁面射流,这一层燃油浓度很高,很难与空气混合,而在BUMP燃烧室内,壁面射流遇到BUMP后,会在空间形成二次射流,二次射流进一步能快速与空气充分混合.进一步对高温高压下传统燃烧室和BUMP燃烧室内燃油空气混合好坏进行了对比研究,提出了衡量燃油与空气混合好坏的三个指标,发现BUMP燃烧室内燃油能在更大的体积内与空气混合,BUMP燃烧室内燃油比传统燃烧室内燃油分布相对更均匀,BUMP燃烧室内燃油浓度耗散率为传统燃烧室内燃油耗散率2.8倍,能更快与空气混合.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2几种主要的柴油机HCCI燃烧系统

1.3基于多脉冲喷射和BUMP燃烧室的复合燃烧系统

1.4本课题研究的内容和意义

第二章激光诊断技术与数值模拟技术

2.1内燃机激光诊断技术的发展现状

2.2内燃机数值模拟技术发展现状

2.2.1喷雾雾化破碎模型

2.2.2喷雾撞壁过程模型

2.3本章小结

第三章实验装置及工作原理

3.1单次高压燃油喷射系统

3.2定容燃烧喷雾模拟装置

3.3激光光路系统

3.4信号同步微机控制系统

3.5图象采集系统

3.6本章小结

第四章喷雾模型参数标定

4.1控制方程的理论基础

4.2微分方程的数值求解

4.3离散液滴的守恒方程

4.4喷雾模型的参数标定

4.5本章小结

第五章燃油—BUMP平板撞壁特性的研究

5.1燃油平板撞壁特性的研究

5.2燃油—BUMP平板撞壁特性的研究

5.3 BUMP参数和喷油压力对二次射流的影响

5.4本章小结

第六章BUMP燃烧室内混合气形成的研究

6.1燃烧室网格划分与边界条件处理

6.2传统燃烧室内燃油撞壁过程的研究

6.3 BUMP燃烧室内燃油撞壁过程的研究

6.4传统燃烧室和BUMP燃烧室内燃油混合气形成的对比

6.4.1两种燃烧室燃油空间分布大小的比较

6.4.2两种燃烧室内燃油空间分布均匀性的比较

6.4.3燃油在两种燃烧室内混合快慢的比较

6.5本章小结

第七章全文总结与未来工作展望

参考文献

参与科研项目及发表的论文

附录

致谢