直喷汽油机自由-撞壁喷雾可视化台架开发及试验

直喷汽油机喷雾撞壁特性试验与模拟王艳华;李波;李云清;陈峰【摘要】To study the characteristics of gasoline spray after wall impingement from a high-pressure gasoline direct injector, a visible test rig was built to detect impinging spray development height, spray radius and spray tip growth rate. The impinging spray process was numerically simulated and verified by experimental data. According to experiment results and simulation, the effects of different injection pressure, ambient pressure, wall distance and angle and wall temperature on the characteristics of spray impingement were discussed. The results show that the spray high and radius are decreased with the increasing of ambient pressure. It is the opposite situation with the increasing of injection pressure. When the wall distance increases, spray high and fuel film thickness decrease, while spay radius increases. Increasing wall inclination and wall temperature can reduce the film thickness, while impingement wall time appear ahead for the enhenced wall inclination.%为了研究缸内直喷汽油机喷雾撞壁特性,建立了可视化喷雾试验台,测量了撞壁喷雾的高度、喷雾半径及喷雾远端发展速度.对喷雾撞壁过程进行了三维数值模拟,利用试验数据进行了校核.通过试验和模拟,分析了不同喷射压力、环境背压、喷嘴到壁面的距离、壁面倾角及壁面温度等因素对撞壁喷雾特性的影响.结果表明:环境背压的增大导致撞壁喷雾的高度和喷雾半径减小；在低背压条件下,由于环境气体对喷雾动量的反作用力较小,喷雾撞壁时刻明显早于高背压条件,且具有较大的喷雾远端速度；随着壁面距离的增大,撞壁喷雾高度和油膜厚度减小,喷雾半径增大；增大壁面倾角,撞壁时间提前,油膜厚度减小,撞壁喷雾高度和喷雾半径略有增大；壁面油膜随温度升高而减小.【期刊名称】《江苏大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(032)004【总页数】6页(P410-415)【关键词】汽油缸内直喷;喷雾撞壁;撞壁喷雾特性;壁面距离;壁面倾角;壁面温度【作者】王艳华;李波;李云清;陈峰【作者单位】北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100191;中国汽车技术研究中心,天津300162;北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100191;北京航空航天大学交通科学与工程学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TK421汽油缸内直喷技术(GDI)的出现，在提高燃油经济性、降低污染物排放等方面具有潜在的优势，尤其在部分负荷工况时通过分层充量稀燃技术(DISC)来降低燃油消耗，即在火花塞处形成具有理论空燃比或稍浓的混合气，而在燃烧室的剩余部分充满了纯空气或燃烧循环产物稀释了的空气［1-6］.由于汽油机大多缸径较小，所以采用缸内直喷技术喷雾撞壁现象不可避免，尤其是在部分负荷工况时.在一定工况下，喷雾撞壁能加强燃油的升温和蒸发过程［7］，撞击破碎的燃油增加了与燃烧室接触的面积，而且近壁面的气体涡流加速了喷雾射流的扩散，提高了燃油与空气的混合程度.同时，喷雾撞壁后，在壁面形成了油膜，从而出现了液滴二次雾化现象，引起蒸发速率下降，部分燃油甚至脱离了主要燃烧阶段，液滴被氧化，以未燃碳氢化合物的形式排出［8］，尤其是在发动机冷启动和低速、低负荷运行工况时.在缸内直喷汽油机的研究中，人们发现缸套和活塞顶上的燃料油膜是产生较高HC和PM排放的重要原因［9-10］.喷雾撞壁角度和撞壁位置也是混合物形成的重要因素［11］.为了进一步开发DISI火花点火发动机，提高效率，降低排放，需要进一步研究喷雾撞壁现象.国内对汽油机燃油撞壁的研究较少，笔者通过试验和模拟分析，对汽油喷雾撞壁过程进行研究分析，考虑喷油压力、环境背压、壁面倾角、喷嘴距壁面的距离、燃油撞壁时间等因素对撞壁喷雾的影响，为燃烧室的设计、火花塞和喷油器的布局、进气道形式、喷油时刻的确定提供设计依据.1 试验装置1.1 喷雾撞壁试验试验用BOSCH公司的GDI喷油器，喷孔直径为0.5 mm.图1为高压燃油喷雾试验系统.高压压缩的氮气将燃油加压后传递到喷油器端.两端装有石英玻璃的定体积压力容器与另一装有高压压缩混合气(混合后的分子量与空气相当)的气瓶相连.一个经过研磨的、可调整角度和高度的壁板安装在容器内部.光源为镝灯，功率为1.8 kW.喷油信号由ST Micro-electronics L9707模块控制，输出的5 V TTL电平用于同步触发高速摄像机(Phantom公司生产)，分辨率为512×512，采样频率为10000帧·s-1.图1 燃油喷雾试验系统Fig.1 Fuel spray test system1.2 撞壁喷雾试验条件试验过程中每次喷油量为26.66 mg，喷油脉宽由喷油压力决定.喷油压力设为6.00 MPa，调整定压容器内压力从0.05～1.20 MPa变化.在容器内设置碰撞壁面，壁面中心到喷孔出口的距离取30，40，50，60 mm，调整不同壁面距离时的倾角分别为0°，30°，45°和60°.整个喷雾撞壁试验在环境温度且无空气扰动的情况下完成.1.3 喷雾撞壁参数定义为了描述撞壁后喷雾的发展，这里引入撞壁喷雾高度h和喷雾半径R.图2为垂直和倾斜喷雾撞壁参数示意图.图2 喷雾撞壁参数Fig.2 Parameters of spray impingement图2中喷雾半径R为撞壁后喷雾射流沿着壁面方向的贯穿距离;撞壁喷雾高度h为垂直于壁面方向的贯穿距离;L为从喷嘴到壁面的距离;θ为壁面倾角.采用基于Matlab软件自行开发的图像处理方法获得喷雾特性的定量化研究［12］.2 数学模型利用计算流体力学软件AVL Fire软件对喷雾撞壁过程进行模拟计算分析.对喷雾过程选用Han Sheet+TAB模型模拟初始雾化和二次雾化.燃油从喷孔喷出后，形成空心圆锥形的燃油薄膜.随着空气动力产生的表面波不断增长，在薄膜表面出现扰动，进而薄膜破碎成油线.不稳定的油线进一步破碎成较大的油滴.油滴在各种外力的作用下发生振动，分散成小液滴.采用Bai Gosman的撞壁模型.该模型考虑了液滴的黏附、铺展、反弹、飞溅.以入射液滴的韦伯数We为衡量标准.对于干壁面:① 附壁:We≤ALa-0.18;② 飞溅:We＞ALa-0.18，其中:A 为与壁面粗糙度有关的常数，这里A=2065;La为Laplace数，根据试验条件进行模拟计算.对于湿壁面:①反弹:We≤5;② 铺展:5＜We≤1320La-0.18;③ 飞溅:We＞1320La-0.18.3 结果和分析3.1 垂直喷雾撞壁发展过程图3为壁面距离L为50 mm，壁面倾角为0°，在环境背压 pamb为0.10，1.00 MPa，喷油压力 pinj为6.00 MPa时的喷雾撞壁发展过程试验与模拟对比.t1为燃油喷射从启动到喷雾撞壁时的时间.图3 垂直喷雾撞壁发展过程试验与模拟对比Fig.3 Comparison of vertical spray impingement processes in experiment and simulation由于环境温度为297 K，所以喷雾撞壁后产生附壁和飞溅现象.在喷雾撞壁发展过程中，由于喷雾射流和环境气体的相互作用，在高背压条件下形成明显的喷雾撞壁涡旋结构，气流运动阻碍了喷雾速度的发展.从图3可以看出，喷雾模拟结果和试验结果相近.在低背压环境下，喷雾为中空锥形，在壁面上形成的油膜较薄且与壁面有较大的接触面积，从而能加快液滴的蒸发、扩散.然而，随着环境背压的增大，喷雾锥角减小，喷雾液滴密集，撞壁后所形成的油膜较厚且分布在较小的范围内，不利于液滴的蒸发、扩散.撞壁后，由于环境气体的阻力作用，喷雾射流的动量快速递减.在pinj=6.00 MPa，θ=0°时，不同壁面距离的喷雾高度随撞壁后时间t2的变化，如图4所示.随着壁面距离的增加，撞壁喷雾高度递减.以撞壁时刻为时间零点，喷雾高度在2.4 ms时达到最大值，之后随着燃油喷雾与环境气体相互作用，液滴动量减小并伴随有蒸发，喷雾高度开始降低.图4 喷雾高度变化对比Fig.4 Varying of spray impinging wall height在 pinj=6.00 MPa，θ=0°时，喷雾半径随撞壁后时间的变化，如图5所示.撞壁喷雾半径随着壁面距离的增大而增大.低背压条件下喷雾锥角较高背压大，所以其喷雾撞击点半径较大.撞击壁面后喷雾半径的增大，使液滴与壁面有较大的接触面积，易于快速蒸发、扩散.图5 喷雾半径变化Fig.5 Varying of spray impinging wall radius模拟计算不同环境背压(0.10，1.00 MPa)的喷雾撞壁，喷油压力为6.00 MPa，壁面距离为40 mm，喷雾外形如图3-5所示.撞壁喷雾高度和喷雾半径随背压增大而减小，主要是因为高压环境，气体密度较大，所以对液体产生较大的运动阻力.3.2 倾斜喷雾撞壁发展过程壁面距离L为30 mm，壁面倾角为30°，喷油压力为6.00 MPa，在不同环境背压(0.10，1.00 MPa)下的喷雾撞壁发展过程，如图6所示.雾发展［13］.图7为环境背压为0.10 MPa，壁面倾角为30°，45°和60°，对撞壁喷雾高度和撞壁喷雾半径的影响.图6 倾斜喷雾撞壁发展过程试验与模拟对比Fig.6 Comparison of inclination spray impingement developments in experiment and simulation从图6可以看出，模拟结果与试验结果基本一致.由于撞壁喷雾在沿壁面向上方向的贯穿距离较小，因此，这里仅考虑撞壁喷雾沿倾斜壁面向下的喷图7 壁面倾角对撞壁喷雾高度及喷雾半径的影响Fig.7 Influence of wall inclination and wall inclination on spray height随着壁面倾角的增大，撞壁喷雾高度和半径都略有增大，表明:增加的壁面倾角减小了撞壁对喷雾发展的影响，更多的喷雾动量沿壁面向下发展.3.3 自由喷雾和撞壁喷雾的喷雾发展速度撞壁喷雾发展可以分成2部分:自由喷雾(从喷嘴到壁面段)和撞壁喷雾(从喷雾最初撞壁到撞壁结束段).这里引入撞壁时间tw作为2段喷雾的转折点.图8为不同壁面距离下，自由喷雾和撞壁喷雾远端的速度v发展情况.t3为开始喷油后时间.图8 壁面距离对撞壁喷雾发展速度的影响Fig.8 Influence of wall distance on velocity喷雾远端的速度增长自撞壁点处开始迅速递减，较小的壁面距离伴随较短的撞壁时间，壁面距离为50 mm时的撞壁时间为1.1 ms，壁面距离为40 mm时的撞壁时间为1.0 ms，壁面距离为30 mm时的撞壁时间为0.9 ms，从3.5 ms开始，喷雾发展速度保持在15 m·s-1即喷雾动量在于环境气体的作用中趋于平衡.在不同环境背压条件下的喷雾发展速度，如图9所示.在低背压条件下，由于环境气体对喷雾动量的反作用力较小，喷雾撞壁时刻较早，如环境背压为0.05 MPa时，撞壁时间为1.1 ms;而环境背压为1.00 MPa时，撞壁时间为3.2 ms.图9 环境背压对撞壁喷雾发展速度的影响Fig.9 Influence of ambient pressure on velocity3.4 喷雾撞壁油膜发展燃料油膜的形成，直接影响混合气形成和排放.图10-12为不同温度、不同撞击壁面距离以及壁面倾角下油膜质量变化的模拟结果.在pinj=6.00 MPa，pamb=0.05 MPa，L=40 mm，θ=30°，壁面油膜质量随温度变化，如图10所示.图10 壁面油膜质量随温度变化Fig.10 Effect of wall temperature on fuel film mass从图10可以看出，随壁面温度的升高，壁面油膜厚度减小.当壁面温度较低(300K)，油膜质量m1约为喷油总质量m的20%，φ=m1/m，当壁面温度超过汽油的平均沸点温度460 K时，壁面基本没有油膜存在.在 pinj=6.00 MPa，pamb=0.05 MPa，T=300 K，θ=30°，不同撞壁距离下喷雾油膜的变化，如图11所示.图11 不同撞壁距离下喷雾油膜变化Fig.11 Effect of wall distance on fuel film mass从图11可以看出，随着壁面距离的加大，油膜质量减少，主要是因为远距离撞击壁面的液滴动量相对较小，而近距离撞击壁面时，液滴不仅具有较大的动量而且飞溅现象比较明显.在 pinj=6.00 MPa，pamb=0.05 MPa，T=300 K，L=40 mm，不同壁面倾角下喷雾油膜的变化，如图12所示.图12 不同壁面倾角下喷雾油膜变化Fig.12 Effect of wall inclination on fuel film mass壁面倾角直接影响喷雾撞击距离，从图12可以看出，随壁面倾角的减小，撞壁时间相继滞后约0.1 ms，但是油膜厚度的形成速率递增.壁面倾角越小形成的油膜厚度越大.4 结论1)随着环境背压的增大，撞击喷雾高度和半径减小.较低背压下形成的喷雾具有较大的中空锥结构，撞壁后所形成的油膜较薄且分布面积较大，增大了燃油撞壁的接触面积，加速了喷雾的发展;有利于燃油液滴的蒸发、扩散，而在较大的背压下刚好相反.2)在低背压条件下，由于环境气体对喷雾动量的反作用力较小，喷雾撞壁时刻明显早于高背压条件，且具有较大的喷雾远端速度.3)随着撞击壁面距离的增大，喷雾粒子撞击壁面时具有的动量减小，撞壁喷雾高度减小，而喷雾撞壁半径增大.同时，增大撞击壁面距离，将延迟撞壁时刻，产生较小的喷雾远端速度和油膜厚度.4)壁面倾角的增大将减小撞壁阻力，有利于油雾向前发展，撞壁喷雾高度和喷雾半径略有增大.壁面油膜质量受壁面倾角的影响，壁面倾角增大，油膜厚度减小. 5)壁面油膜随温度升高而减小.当壁面温度超过汽油的平均沸点温度460 K时，壁面基本没有油膜存在.参考文献(References)【相关文献】［1］Shim Y S，Choi G M，Kim D J.Numerical and experimental study on hollow-conefuel spray of high-pressure swirl injector under high ambient pressure condition［J］.Journal of Mechanical Science and Technology，2008，22:320-329.［2］邓巍，何雄奎，丁为民.基于压力变量喷雾的雾化特性及其比较［J］.江苏大学学报:自然科学版，2009，30(6):545-548，563.Deng Wei，He Xiongkui，Ding Weimin.Characteristics and comparison of pressure-based variable spray［J］.Journal of Jiangsu University:Natural Science Edition，2009，30(6):545-548，563.(in Chinese)［3］Wang Xibin，Gao Jian，Jiang Deming，et al.Spray characteristics of high-prssure swirl injector fueled with methanol and ethanol［J］.Energy ＆ Fuels，2005，19:2394-2401.［4］杨超珍，吴春笃，陈翠英，等.静电喷雾电晕充电特性研究［J］. 排灌机械，2008，24(1):27-30.Yang Chaozhen，Wu Chundu，Chen Cuiying，et al.Characteristics of corona charging electrostatic spraying［J］.Drainage and Irrigation Machinery，2008，24(1):27-30.(in Chinese)［5］Fan L，Li G，Han Z，et al.Modeling fuel preparation and stratified combustion in a gasoline direct injection engine［C］∥SAE Technical Paper A:SAE Publication Group，Paper Number:1999-01-0175.［6］Kim H J，Suh H K，Park S H，et al.An experimental and numerical investigation of atomization characteristics of biodiesel，dimethyl ether，and biodiesel-ethanol blended fuel［J］.Energy ＆ Fuels，2008，22(3):2091-2098.［7］Milton B E.Atomization of liquid droplets on surfaces exposed to moving shock waves ［J］.Shock Waves，2006，16:95-107.［8］Lindagren R，Denbratt I.Influence of wall properties on the characteristics of a gasoline spray after wall impingement［C］∥ SAE Technical Paper A:SAE Publication Group，Paper Number:2004-01-1951.［9］Huang Yiqun，Matthews R，Ellzey J.Effects of fuel volatility，load and speed on HC emissions due to piston wetting［C］∥SAE Technical Paper A:SAE Publication Group，Paper Number:2001-01-2024.［10］Warey A，Huang Y Q，Matthews R，et al.Effects of piston wetting on size and mass of particulate matter emissionsin a DISI engine［C］∥SAE Technical PaperA:SAE Publication Group，Paper Number:2002-01-1140.［11］Giulio L，Daniele W.Theoretical and experimental analysis of spray flow and evaporation in sprinkler irrigation［J］.Irrigation and Drainage Systems，2004，18:155-166.［12］李波，李云清，王德福.往复式汽油直喷发动机燃油喷雾特性研究［J］.航空动力学报，2010，25(8):1723-1727.Li Bo，Li Yunqing，Wang Defu.Study on fuel spray characteristics of gasoline direct injection reciprocating engine［J］.Journal of Aerospace Power，2010，25(8):1723-1727.(in Chinese)［13］Lee C H，Lee K H.Experimental study on macroscopic spray characteristics after impingement in a slit-type GDI injector［J］.International Journal of Automotive Technology，2008，9(3):373-380.。

汽油喷雾碰壁和油膜形成的可视化试验与数值模拟汪淼王建昕王志沈义涛帅石金清华大学汽车工程系汽车安全与节能国家重点实验室摘要：为了研究进气道喷射汽油机混合气形成，需要验证汽油喷雾碰壁模型，为此本文利用定容燃烧弹进行了汽油喷雾碰壁直接高速摄影，研究了不同倾斜角度壁面、不同壁面粗糙度和碰壁距离等对喷雾碰壁和油膜形成的影响。

在此基础上，利用CFD软件建立了定容燃烧弹内汽油喷雾碰壁和油膜形成过程3维数值模型。

同时，测量了定容燃烧弹内的压力，并与模拟压力进行了对比分析。

研究结果为汽油机进气道喷射系统的设计提供了参考。

关键词：汽油喷雾碰壁油膜 CFD 可视化1 引言近年来，由于多点电喷系统响应迅速快，喷油控制精度高，已经被广泛应用于汽油机上。

但进气道喷射汽油机喷嘴的喷射压力只有250~300kPa，很难实现燃油的全面雾化和蒸发，会形成一些直径较大的燃油液滴。

这种没有充分雾化的燃油喷雾，碰到进气道壁面或进气阀背，会在壁面形成一层薄薄的油膜。

比较流行的一种设计是，在暖机状态，把燃油喷射方向指向进气阀背，目的是利用阀背比较高的壁温来加速燃油蒸发。

但是，在冷起动工况下，气道壁面和进气阀的温度都很低，喷雾和油膜的蒸发作用很弱，大部分燃油形成了壁膜，只有少量燃油蒸发，在气流剥带以及回流雾化的作用下进入气缸内。

一般来说，冷起动一个循环中只有30％～40％的燃油进入气缸[1,2]，为了补偿这种燃油的损失，往往增加燃油喷射量来形成可燃混合气。

低质量的喷雾雾化、壁面油膜的流动、以及过量燃油的喷射，都会造成燃烧室内混合气并不均匀，造成高浓度的未燃HC排放[3]。

在联邦测试75循环（FTP）中，大约75 前一两分钟的冷起动过程[4]。

因此，随着排放法规的日趋加严，对汽油机冷起动混合气形成过程进行深入的研究就显得非常必要。

PFI汽油机混合气形成过程的研究涉及到进气道内部复杂的流动、传热和气液两相的相互作用，研究工作具有很大的难度。

本文采用可视化试验与数值模拟相结合的方法来开展研究。

直喷汽油机直喷汽油机喷雾特性的喷雾特性的CFD 及可视化研究及可视化研究Research on Spray Characteristics Characteristics of of GDI Engine basedon CFD and Visualization System on CFD and Visualization System丁 宁1, 2, 高卫民2，平银生2，陈明2，张小矛2，张万平2，邬文睿2（1.同济大学 汽车学院, 上海201804;2.上海汽车集团股份有限公司技术中心，上海201804）摘 要要：为了深入研究喷雾引导型缸内直喷汽油机的喷射特性，满足燃烧系统研发需求，利用STAR-CD 软件数值模拟了汽油喷雾的发展过程。

根据定容弹试验结果进行了网格依赖性的研究。

最后，按照SAE 标准试验要求，对诸如喷射压力、燃油温度、喷油脉宽等参数对喷雾特性的影响作了进一步详细的研究。

关键词关键词：：缸内直喷汽油机、喷射特性、燃烧系统、定容弹试验Abstract: The fuel spray process in a GDI engine was simulated by Star-CD to research thespray characteristics and help to reach the requirements of combustion system. The results of different mesh sizes were compared with the constant volume bomb experiment. The effects on the spray of inject pressure, oil temperature and inject impulse were researched according to the SAE criterion.Key Keywor wor words: ds: GDI engine, spray characteristics, combustion system, constant volume bomb1 直喷汽油机喷射系统的组成日益严格的废气和噪声排放法规以及降低燃油消耗量的愿望对车用汽油机的喷射系统提出了新的技术要求。

HCCI汽油机试验台架及其控制系统开发李从跃;张志永;桑文;吴志军;李理光【摘要】基于1台双缸汽油机的改造搭建了HCCI汽油发动机试验台架及其控制系统.该系统基于不同的控制策略,可实现发动机不同的运行模式,同时可对缸压、离子电流等参数进行采集.试验结果表明,该发动机可成功实现从单缸SI模式过渡至另一缸HCCI模式的切换;控制系统可根据两缸的特点对空燃比、点火相位等参数进行有效控制,满足HCCI试验的基本要求.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2010(000)007【总页数】5页(P23-27)【关键词】汽油机;均质压燃;试验台架;控制系统【作者】李从跃;张志永;桑文;吴志军;李理光【作者单位】同济大学;同济大学;同济大学;同济大学;同济大学【正文语种】中文【中图分类】U467.2+21 前言均质充量压缩燃烧（HCCI，Homogeneous Charge Compression Ignition）作为新一代的内燃机燃烧方式，兼有传统汽油机均质混合气与柴油机高燃烧效率的优点，具有实现高效、低排放燃烧的巨大潜力。

但HCCI受控于化学反应动力学，缺乏强制性的着火控制手段，主要面临燃烧速率和燃烧相位难以控制、运行工况难以拓展等难题[1]。

Haraldsson等[2]基于可变压缩比技术对HCCI进行了闭环控制，但其机构复杂，响应速度相对较慢；Olsson等[3]研究了冷EGR对HCCI的影响，发现EGR虽能有效减缓HCCI，但需要更高的进气温度；李理光等[4]基于缸内燃烧离子电流信号对HCCI信息的检测结果表明，离子电流信号与缸压信号有着很高的关联性，可用于HCCI闭环控制的反馈信号；王志等[5]针对负阀重叠和缸内分段喷射策略对HCCI的影响研究表明，通过调整喷射比可将HCCI相位控制在上止点附近；黄震等[6]基于不同燃料配比的实时优化实现了HCCI着火与燃烧的有效控制。

本文结合国家973“均质压燃、低温燃烧”新一代内燃机燃烧技术的基础研究项目，设计并搭建了HCCI汽油机试验台架,并通过试验对不同混合气空燃比下的HCCI放热率和缸压进行了对比研究。

第16卷第30期2016年10月1671 — 1815(2016)30-0079-06科学技术与工程Science Technology and EngineeringVol. 16 No.30 Oct.2016©2016 Sci.Tech.Engrg.能源与动力工程基于Labview的汽油直接喷射式发动机喷油器喷雾试验控制系统开发与喷雾试验皮恒志李君刘宇*王亚(吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，长春13〇〇22)摘要为了精确控制G D I发动机喷油器喷雾试验的喷油压力和喷油脉宽，开发了基于Labview的喷雾试验控制系统，并经 过试验测试证明了系统的可靠性。

在一定的试验条件下利用开发的喷雾测试装置对G D I六孔喷油器进行喷雾测试，试验结 果表明喷雾贯穿距离随时间的增加速度先快后慢，喷雾锥角随时间变化不明显;喷油压力增加，喷雾贯穿距离在喷油压力在2 ~ 10 M P a时增加明显，10 M P a以后最终贯穿距离变化不大；喷雾锥角随喷油压力的提高略有提高。

本次试验条件下喷雾锥角ct 近似正比于A/15。

关键词汽油直接喷射式（gasoline direct injection，GDI)发动机喷油器 Labview喷油压力喷雾贯穿距离喷雾锥角中图法分类号TK413.84; 文献标志码A随着能源危机的加剧和排放法规的越来越严 厉，缸内直喷汽油机以其优越的燃油经济性和低排 放等优势赢得了广阔的市场。

然而缸内直喷汽油机 由于不同于传统进气道喷射的独特喷油方式，存在 燃油雾化时间短、与空气混合不充分、燃油在缸内分 布不均匀等问题，并直接影响发动机的燃烧过程。

喷雾特性对缸内直喷汽油机的燃油经济性、动力性 和排放特性有着重要影响。

文献[1 ]、文献[2]中研究了多孔喷油器的喷油 贯穿距离和喷雾锥角随喷油压力的变化情况。

文献 [3 ]、文献[4]中对GDI喷油器流量特性、雾化形态、贯穿距离及雾化颗粒进行仿真分析，并采用高速摄 影技术对仿真结果进行验证。

直喷汽油机自由-撞壁喷雾可视化台架开发及试验范钱旺;李理光;陈以川;石堃【期刊名称】《同济大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(039)011【摘要】The visualization setup and control system of spray and wall-impingement for gasoline direct injection (GDI) engines is presented. The design of high pressure fuel supplying system, the driving mode of GDI engine injector and spray control system were demonstrated in detail. Besides, the spray penetrations and spray cone angles under different injection pressure and ambient pressure conditions, the spray development and fuel concentration change under different ambient pressure conditions and spray wall-impingement characteristics under different impingement angle and impingement distance conditions, were investigated by emlpoying the visualization setup. The experimental resultsshow that the spray tip penetration and spray cone angle increase with the increasing of the injection pressure; the spray tip penetration decreases with the increasing ambient pressure, but the spray cone angle increases. In addition, compared to the impingement angle with 60°, the impingement angle with 75° is more favorable to spray development and atomization. Thus the developed visualization setup and control system of spray and wall-impingement can work reliably and steadily.%介绍了直喷汽油机可视化喷雾及其撞壁实验装置与控制系统,详细阐述了高压供油系统的设计、直喷汽油机喷油器驱动模式以及喷雾控制系统.基于该可视化装置研究了不同喷油压力和环境压力下喷雾贯穿距与喷雾锥角的变化、不同环境压力下喷雾发展与燃油浓度的变化以及不同撞壁角度和距离下喷雾撞壁特性.试验结果表明,随着喷油压力增加,喷雾贯穿距与喷雾锥角均增大；随着环境压力增加,喷雾贯穿距减小而喷雾锥角增大.此外,75°撞壁角度较60°撞壁角度更加有利于撞壁后喷雾发展和燃油雾化.开发的可视化喷雾及其撞壁试验装置与控制系统能够可靠而稳定地运行.【总页数】6页(P1687-1692)【作者】范钱旺;李理光;陈以川;石堃【作者单位】同济大学汽车学院,上海 201804;同济大学汽车学院,上海 201804;同济大学汽车学院,上海 201804;同济大学汽车学院,上海 201804【正文语种】中文【中图分类】TK411【相关文献】1.直喷汽油机喷油器喷雾可视化测试系统开发及试验 [J], 石玲;吴国兴;张振东;尹从勃2.直喷汽油机喷雾撞壁特性试验与模拟 [J], 王艳华;李波;李云清;陈峰3.不同燃料自由喷雾及喷雾撞壁特性试验研究 [J], 秦静;郭瑞涛;裴毅强;李翔;张丹;王琨;许贝;刘懿;王晨晰4.基于变海拔柴油撞壁喷雾着火特性可视化研究 [J], 王成官; 楼狄明; 谭丕强5.不同海拔条件下柴油机撞壁喷雾燃烧特性的可视化研究 [J], 王成官;楼狄明;谭丕强;房亮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。