[發明專利]一種柴油機多次噴射噴霧貫穿距預測方法

有效

• 申請號: 202110607951.5
• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113217247B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 劉龍;梅齊昊;賈偉男;劉岱
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: F02M65/00
• 分類號: F02M65/00;F02M63/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種柴油機多次噴射噴霧貫穿距預測方法，其特征是：

(1)第一次噴射在t＝0時刻開始，在t₁時刻結束；第二次噴射在t₂時刻開始，在t₃時刻結束；根據噴油量、噴射持續期、噴油型線等噴射參數和噴孔結構參數，計算得到噴孔出口處的前后兩次噴射速度U_inj,1(t)和U_inj,2(t)隨時間t的變化；

(2)將多次噴射變噴油曲線轉化為瞬時穩態射流，根據U_inj,1(t)、U_inj,2(t)，燃油密度ρ_f和噴孔出口面積A_noz，采用變時間t上限積分方法，計算得到前后兩束瞬時穩態射流的質量平均噴射速度U_AV,1(t)、U_AV,2(t)：

(3)根據噴孔直徑d_n、燃油密度ρ_f及環境氣體密度ρ_g，計算得到有效噴孔直徑d_eq：

(4)根據燃油密度ρ_f、噴孔直徑d_n、前后兩次噴射的質量平均噴射速度U_AV,1(t)和U_AV,2(t)、燃油粘度μ_f和燃油表面張力系數σ_f，計算得到前后兩束噴霧的雷諾數Re₁和Re₂及前后兩束噴霧的韋伯數We₁和We₂：

(5)根據噴孔直徑d_n、前后兩束噴霧的雷諾數Re₁和Re₂、前后兩束噴霧的韋伯數We₁和We₂、燃油粘度μ_f、環境氣體粘度μ_g、燃油密度ρ_f及環境氣體密度ρ_g，分別計算得到前后兩次噴射下低速噴射不完全發展噴霧的索特平均直徑和高速噴射完全發展噴霧的索特平均直徑和以及噴霧總體索特平均直徑D_32,1和D_32,2：

(6)根據燃油密度ρ_f、前后兩次噴射的噴霧總體索特平均直徑D_32,1和D_32,2、前后兩次噴射的質量平均噴射速度U_AV,1(t)和U_AV,2(t)及環境氣體粘度μ_g，計算得到前后兩束噴霧的斯托克斯數St₁和St₂：

(7)根據有效噴孔直徑d_eq、前后兩次噴射的質量平均噴射速度U_AV,1(t)和U_AV,2(t)以及前后兩束噴霧的斯托克斯數St₁和St₂，計算得到前后兩束噴霧射流響應時間常數τ_v,1和τ_v,2：

(8)根據前后兩次噴射的質量平均噴射速度U_AV,1(t)和U_AV,2(t)以及前后兩束噴霧射流響應時間常數τ_v,1和τ_v,2，計算得到前后兩束噴霧的有效噴射速度U_eff,1(t)和U_eff,2(t)隨時間變化的解析式：

(9)根據燃油密度ρ_f、噴孔直徑d_n、環境氣體密度ρ_g及噴射壓力和環境氣體壓力差值ΔP，計算得到第一次噴射的噴霧破碎時間t_b：

(10)根據燃油密度ρ_f、環境氣體密度ρ_g和經驗系數c，計算得到噴霧錐角θ：

(11)根據噴孔直徑收縮系數C_d、噴霧截面速度和體積分數分布因子β、有效噴孔直徑d_eq、噴霧錐角θ、第一次噴射的噴霧破碎時間t_b的相鄰時刻和及其對應的有效噴射速度和計算得到噴霧破碎前的貫穿距增長系數k_v：

(12)根據噴孔直徑收縮系數C_d、噴霧截面速度和體積分數分布因子β、第一次噴射的有效噴射速度U_eff,1(t)、有效噴孔直徑d_eq、噴霧錐角θ、貫穿距增長系數k_v、噴霧破碎時間t_b和第一次噴射的噴油持續期t_j1，計算得到第一次變噴油噴射的噴霧貫穿距S_tip,1(t)隨時間的變化規律：

(13)引入貫穿強化系數EC，然后根據噴孔直徑收縮系數C_d、噴霧截面速度和體積分數分布因子β、有效噴孔直徑d_eq、噴霧錐角θ、第二次噴射的有效噴射速度U_eff,2(t)和噴油持續期t_j2以及噴射結束時間t₃，計算得到第二次變噴油噴射的噴霧貫穿距S_tip,2(t)隨時間的變化規律：

(14)通過對比同一時刻下前后兩次噴射的噴霧貫穿距S_tip,1(t)和S_tip,2(t)的大小，來判定多次噴射噴霧前端，選取其中的最大值作為多次噴射總體噴霧貫穿距。