文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
电喷汽油机冷起动附壁油膜研究
姓名:杨延平
申请学位级别:硕士
专业:动力机械及工程
指导教师:陆振华
20080201
上海交通大学硕士学位论文中文摘要
电喷汽油机冷起动附壁油膜研究

摘要

进气道喷射汽油机中形成的附壁油膜是其冷起动时 HC 排放高的重
要原因。在国家自然科学基金面上项目“电喷汽油机冷起动燃油附壁规
律及壁面加热控制与排放控制”的支持下,本文研究了附壁油膜的影响
因素,并建立了喷雾碰壁以及油膜形成的计算模型。
建立了激光荧光法测试系统,可以得到油膜不同位置处的厚度;利
用高速摄影拍摄油膜图像,并通过图像处理,得到油膜的面积。研究了
喷嘴高度,喷射角度,喷油脉宽对附壁油膜的影响,以及油膜面积随时
间的发展。研究发现:
(1) 喷嘴高度增加后,附壁燃油量减少;
(2) 喷射角度减小后,有利于液态燃油蒸发;
(3) 喷油脉宽增加后,油膜厚度和面积都增大。
(4) 利用无量纲时间研究了油膜面积的发展变化。
油膜面积的发展可以分为三个阶段,喷射期间,油膜面积增长速度
很快;喷射结束后,油膜面积增长速度逐渐减小;而无量纲时间之
后,油膜面积不再变化。
实际的发动机进气道中存在着强烈的流动,在一个可变流速的直流
式风洞中研究了不同气流速度场中的附壁油膜。试验结果表明:
(1) 油膜厚度随着空气速度增加而不断减小;
(2) 在空气流速小于时,油膜面积随着速度的增大而减小;
(3) 而当速度达到后,空气施加给油膜的剪切应力克服了
油膜的表面张力,沿着速度方向的油膜直径开始增大,油膜面积也开始
增大。此时,喷雾会发生明显偏折,油膜面积厚度以及位置都发生急剧
变化。
I
上海交通大学硕士学位论文中文摘要
利用 Fluent 模拟了汽油机喷雾碰壁飞溅以及附壁油膜的形成过程,
喷雾形态符合单孔油束的特点,大空间内的喷雾贯穿距与试验结果吻合,
得到的油膜厚度分布及发展与试验结果相一致。计算结果表明,倾斜喷
射比垂直喷射时,附壁燃油分布范围更广,油膜厚度也更小。分别比较
了壁面粗糙度以及壁面温度对附壁油膜量的影响:粗糙度增加会增加碰
壁飞溅燃油量,进而使得附壁燃油减少。而增加壁面温度则可以明显减
少附壁油膜量。

关键词:汽油机,冷起动,附壁油膜,碳氢,激光诱导荧光法
II
上海交通大学硕士学位论文 ABSTRACT
RESEARCH ON THE WETTED FUEL FILM IN
ELECTRICAL CONTROLLED INJECTION GASOLINE
ENGINE DURING COLD STARTING

ABSTRACT

In SI engines with port injection system, the injected fuel spray adheres
surely on the port wall and the inlet valve. Consequently, the spray-wall
interaction process leads to the generation of unburned hydrocarbons and
uncontrollable mixture formation. With the support from National Nature
Science Fund, this paper includes basic research of the influence factor of the
wall-wetted fuel film after spray impingement with a flat wall.
Laser Induced Fluorescent (LIF) was used to measure the thickness of
fuel film at different location. Film image was obtained by the use of High
Speed Camera; film area was achieved through image process. The film area
( f ) and the thickness (h) was quantitatively measured as a function of the
impingement