【摘 要】
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RP-3航空煤油闪点高、蒸发性弱、使用安全性高,作为单一燃料具有独特的优势。二冲程点燃式发动机结构简单、功重比高、成本低廉,适用于全地形车、无人战车等对重量和动力要求较高的场合。采用E-DI自增压喷油器将二冲程点燃式煤油发动机直喷化后可以降低爆震发生可能性、提高燃油雾化质量和发动机功重比、减少甚至消除燃油短路损失。研究喷油器喷雾特性可以为制定合理的喷射策略、组织优良的缸内混合气、优化燃烧室形状提供
【基金项目】
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国家自然科学基金（51865031）； 内燃机燃烧学国家重点实验室开放基金（K2020-05）；
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RP-3航空煤油闪点高、蒸发性弱、使用安全性高,作为单一燃料具有独特的优势。二冲程点燃式发动机结构简单、功重比高、成本低廉,适用于全地形车、无人战车等对重量和动力要求较高的场合。采用E-DI自增压喷油器将二冲程点燃式煤油发动机直喷化后可以降低爆震发生可能性、提高燃油雾化质量和发动机功重比、减少甚至消除燃油短路损失。研究喷油器喷雾特性可以为制定合理的喷射策略、组织优良的缸内混合气、优化燃烧室形状提供依据,因此研究E-DI自增压喷油器的RP-3航空煤油喷雾特性具有重要理论意义和工程应用价值,论文主要内容及成果如下:1、阐述液体燃料破碎雾化理论,主要包括圆柱射流、平面液膜和锥形液膜的破碎机理,对现有的雾化机理相关学说进行介绍,阐述了喷油器结构、液体性质等影响雾化的因素,对本文所用的喷雾贯穿距离和锥角等喷雾特性进行介绍与定义。2、在FIRE软件中采用KH-RT破碎模型建立了喷雾数值模拟模型,获取了喷油器具体参数,建立了定容弹计算网格,对E-DI自增压喷油器喷雾特性进行了数值模拟研究,着重研究了背压、燃油温度和环境温度对喷雾特性的影响。3、以E-DI自增压喷油器为研究对象,根据直接摄影法研制了喷雾试验系统,阐述了燃油供给模块、进排气模块、电子控制模块等模块的组成部分和具体功能,对定容弹的设计要求、密封设计、石英玻璃的选择进行了介绍,对石英玻璃和螺栓进行了力学校核,给出了喷雾试验方法。4、通过喷油器流量特性试验确定了可变续流方式以及喷油器峰值电流和保持电流均为10A的驱动方案。进行了喷雾特性试验,在Matlab软件中编写了喷雾图像处理程序,对试验结果进行处理获取了喷雾特性参数、得到了喷雾轮廓图和喷雾伪彩图。对喷雾贯穿距离和锥角进行了仿真与试验验证,结果证明仿真与试验有较好的一致性,根据试验结果分析了喷油控制参数和环境参数对喷雾特性的影响特性。
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