极寒条件下过热多孔甲醇喷雾形态学研究

摘要

甲醇是一种理想的可再生清洁燃料，但较高的汽化潜热使甲醇难以直接应用于缸内直喷发动机，尤其在极寒条件(-30℃)下会导致冷启动困难．为全面了解极寒条件下甲醇喷雾特性，本文利用自主设计的低温喷雾可视化试验台架，对某6孔缸内直喷发动机喷油器在常温和低温条件下的甲醇喷雾进行可视化研究．通过纹影法与马尔文粒度仪分别比较了不同温度对甲醇喷雾的宏观形态参数与索特平均直径的影响，并利用自主设计的喷嘴加热系统，研究了燃料预热技术对极寒条件下甲醇喷雾形态参数的影响．结果表明，随环境温度降低，喷雾贯穿距略有增加，锥角略有减小，但整体变化不明显；-30℃环境下，喷雾索特平均直径相比25℃增大2µm．喷嘴温度增加到100℃时，甲醇喷雾达到闪沸．环境温度为80℃时，多束喷雾迅速塌陷为单束喷雾，贯穿距急剧增加；环境温度为25℃与-30℃时，喷雾先呈现三束喷雾特征，随后喷雾头部膨胀为伞形，贯穿距增加缓慢．本文总结了低温环境主要从阻碍喷雾塌陷、延缓涡流区出现、减少涡流区蒸发这3个因素影响了过热甲醇喷雾的宏观形态，对预热燃油技术在实际发动机中的应用提供了理论指导．

关键词

甲醇 / 冷启动 / 喷雾形态 / 索特平均直径 / 闪沸喷雾