1、柴油機以其良好的經(jīng)濟性和動力性，得到日益廣泛的應(yīng)用，面對日益嚴格的排放法規(guī)和能源危機，為實現(xiàn)柴油機的清潔高效燃燒，必須加深對其擴散式的燃燒方式的理解，因為燃燒過程直接影響著柴油機的動力性、經(jīng)濟性和排放特性。而燃燒之前的燃油噴射、霧化、混合過程是影響柴油機燃燒過程最重要的因素。要獲得很高的燃-空混合速率和混合質(zhì)量，就必須對燃油霧化混合過程的特性、霧化機理和影響霧化的主要因素有清楚的認識。 對于現(xiàn)代柴油機而言，不可避免的發(fā)生燃燒室內(nèi)

2、噴霧碰壁現(xiàn)象，燃油碰壁是影響燃燒效率和排放的批重要因素。許多設(shè)計者避免燃油撞壁的同時，也在利用撞擊過程來提高柴油與空氣的混合率，改善氣相燃油在燃燒室內(nèi)的分布，可以獲得良好的油氣混合，從而達到改善燃燒的作用。 本文以理論分析為基礎(chǔ)，采用可視化實驗研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對噴射霧化過程和混合氣形成機理進行研究，主要內(nèi)容如下： 首先組建了數(shù)字化測試系統(tǒng)，采用頻閃照相方法對噴霧場進行測試，獲得噴霧場的宏觀發(fā)展特性，探求了用數(shù)

3、字圖像處理技術(shù)自動進行濃度場、噴霧錐角和貫穿度提取的方法。從圖像的拍攝到數(shù)據(jù)的獲取，整個過程實現(xiàn)了數(shù)字化在線實時測試。分別對無任何障礙的自由噴射霧化過程，受限狀態(tài)下燃油撞擊平壁、斜壁霧化過程和模擬燃燒室撞擊霧化過程進行可視化試驗和分析。研究表明，燃油在離開噴孔后0.5ms以后就能達到壁面，在壁面上形成壁面射流，其油膜厚度在2.0mm左右。很容易形成壁面油氣堆積現(xiàn)象，不利于進一步霧化。利用導(dǎo)向圓弧能有效地改善油氣混合情況，有效避免油氣堆積

4、現(xiàn)象，模擬試驗中發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)向弧高度和二次碰撞距離對二次射流影響很大，可以控制燃油在空間的分布，實現(xiàn)可控燃油混合的形成。 結(jié)合可視化試驗結(jié)果，用STAR-CD商業(yè)軟件對直噴式柴油機噴霧過程、油氣混合過程進行了模擬，研究了不同燃燒室內(nèi)燃油的發(fā)展變化過程、燃油濃度分布情況，燃油霧化對空氣的利用情況，形成混合氣的速度，空間分布等方面的內(nèi)容。發(fā)現(xiàn)收口形尖底凸臺燃燒室具有較好的混合氣質(zhì)量和燃燒性能，碳煙排放較好。燃油撞壁后在壁面附近形成油膜和