智能制造網(wǎng)APP
智能制造網(wǎng)手機(jī)站
智能制造網(wǎng)小程序
智能制造網(wǎng)官微
智能制造網(wǎng)服務(wù)號
智能控制
機(jī)器人
儀器儀表
物聯(lián)網(wǎng)
3D打印
工業(yè)軟件
回放
品牌
皓天鑫
隨著人們擔(dān)憂空氣污染的有害影響，車輛排放標(biāo)準(zhǔn)變得日益嚴(yán)格。這些法規(guī)有助于明顯減少交通來源產(chǎn)生的一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化物和顆粒物。歐盟7級排放標(biāo)準(zhǔn)將于2026年實施，通過為10納米顆粒物排放設(shè)定閾值，并要求在零下7℃下進(jìn)行低溫排放測試，進(jìn)一步收緊了這些限制。
據(jù)外媒報道，為了幫助改善燃燒過程并減少顆粒物排放，日本同志社大學(xué)(Doshisha University)的研究人員揭示了燃油噴霧如何在直噴發(fā)動機(jī)內(nèi)形成壁膜。這項研究為寒冷條件對壁膜形成的影響及其對顆粒物排放的貢獻(xiàn)提供了有價值的見解。
該研究團(tuán)隊由同志社大學(xué)(Doshisha University)前博士生、現(xiàn)為日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology)研究員的Dai Matsuda博士領(lǐng)導(dǎo)，同志社大學(xué)的Jiro Senda和Eriko Matsumura也參與其中。
直接燃油噴射汽車因具有更高的燃油效率而廣受歡迎，與進(jìn)氣道噴射系統(tǒng)相比可節(jié)省10%-20%。然而，將燃油噴射到如此靠近發(fā)動機(jī)的位置，這會減少燃油蒸發(fā)和與空氣混合的時間，從而導(dǎo)致燃油混合物更濃，氣缸壁上的沉積物增加。而這可能導(dǎo)致燃燒不充分和排氣中的顆粒物含量更高。Matsuda博士表示：“當(dāng)注入一定量的燃油時，其中一些會撞擊到壁上，一些會附著在壁上，而沒有破裂的壁膜就是最終數(shù)量。這項研究旨在闡明壁膜形成過程中現(xiàn)象與質(zhì)量之間的關(guān)系。”
為了模擬發(fā)動機(jī)缸壁上壁膜的形成，研究人員將異辛烷注入可以控制溫度和噴射壓力的壁面。之所以選擇異辛烷，是因為其在低溫下的表現(xiàn)與汽油相似。在該裝置中，異辛烷通過干冰冷卻的噴油器以45度角注入到壁面上。壁面溫度通過直接連接到其側(cè)面的熱交換器進(jìn)行調(diào)節(jié)。然后將壁表面安置在用氮氣密封的容器中，以消除空氣中水分的影響。
研究人員采用兩種方法來測量粘附在壁上的燃油噴霧的質(zhì)量：一種是吸收法，即在燃油噴射后對放在壁上的衛(wèi)生棉進(jìn)行稱重；另一種是全內(nèi)反射激光誘導(dǎo)熒光(TIR-LIF)法，即使用激光來檢測與燃油混合的標(biāo)記物的熒光。實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)燃油噴霧撞擊壁面時，隨著時間的推移，更多的燃油附著在壁面上，從而導(dǎo)致壁膜變厚。該厚度在噴霧結(jié)束時達(dá)到最大值。在這個峰值之后，附著在壁上的燃油量迅速下降，然后趨于穩(wěn)定。這表明在噴霧停止后壁膜破裂。
在燃油噴射溫度為253 K(零下20.15℃)時，噴霧壁撞擊比(即撞擊在壁上的燃油量與噴射燃油總量的比例)與293 K(19.85℃)相比增加了8.4%。這是因為較冷的燃油更粘，并且不能有效地霧化，導(dǎo)致撞擊壁的液滴更少但更大。然而，較大的液滴的粘附效率低于較小、更分散的液滴，并且最終在噴霧停止后從薄膜上脫落。此外，較高的噴射壓力導(dǎo)致更多的燃油濺到壁上，從而減少了最終附著在壁上的燃油量。Matsuda博士表示：“冷燃料增加了噴霧撞擊率，從而導(dǎo)致壁粘附率更高。”
這些發(fā)現(xiàn)提供了對壁膜形成的詳細(xì)見解，有助于優(yōu)化燃油噴射策略，開發(fā)更清潔、更高效的直噴發(fā)動機(jī)。
浙公網(wǎng)安備 33010602000006號
智能制造網(wǎng)APP
智能制造網(wǎng)小程序
微信公眾號
