顏杰， 董全， 任曉光， 蔡志勇， 倪佐

(1.哈爾濱工程大學(xué) 動(dòng)力與能源工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001； 2.濰柴動(dòng)力股份有限公司，山東 濰坊 261061)

隨著能源危機(jī)和環(huán)境污染的情況日益加劇，國(guó)內(nèi)外開始提倡節(jié)能減排的環(huán)保理念[1]，其中優(yōu)化傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的燃燒效率和熱效率，提高燃油利用率，降低有害氣體特別是溫室氣體的排放仍將是控制溫室效應(yīng)和大氣污染的主要措施及手段。

在發(fā)動(dòng)機(jī)中，評(píng)價(jià)燃油霧化質(zhì)量的其中一個(gè)參數(shù)就是噴霧粒徑，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，液滴一邊蒸發(fā)一邊燃燒，若油滴直徑過大，蒸發(fā)效率低，蒸發(fā)未完全的液滴碳化，排放惡化，油滴直徑過小蒸發(fā)效率高，燃燒速度快，從而導(dǎo)致缸內(nèi)溫度和壓力驟升，發(fā)動(dòng)機(jī)爆震、敲缸現(xiàn)象易發(fā)生，損害發(fā)動(dòng)機(jī)[2]。因此，缸內(nèi)燃油噴霧粒徑分布特性是優(yōu)化缸內(nèi)混合氣分布和燃燒結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)之一。

目前應(yīng)用最廣泛的柴油噴霧粒徑測(cè)試技術(shù)是相位多普勒粒子技術(shù)(phase droppler partice analyzer，PDPA)。Rakesh等[3]利用PDPA研究異辛烷、乙醇和正丁醇3種燃料在六孔螺線管噴油器上的噴霧粒徑分布，結(jié)果表明乙醇噴霧具有較高的表面張力、粘度和蒸發(fā)潛熱，它的噴霧液滴直徑較大；董全等[4]采用PDPA技術(shù)對(duì)V形交叉孔噴油嘴的噴霧場(chǎng)粒子進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果表明，無論是粒子算術(shù)平均直徑(arithmetic mean diameter,AMD)還是索特平均直徑(sallter mean diameter,SMD)，交叉孔噴油嘴都比單孔噴油嘴更小。PDPA技術(shù)雖然測(cè)試精度較高，但是因?yàn)閱吸c(diǎn)測(cè)量，測(cè)試速度慢，且無法獲取瞬態(tài)噴霧粒徑分布及噴霧粒徑分布在時(shí)空尺度上的波動(dòng)特性。

因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者開發(fā)了新的測(cè)試方法，平面激光測(cè)徑技術(shù)(laser sheet drop-sizing，LSD)。LSD技術(shù)是面測(cè)量，它能夠獲取一次噴射過程中一個(gè)噴霧二維平面的粒徑分布，具有可獲取瞬態(tài)噴霧粒徑分布及噴霧粒徑分布在時(shí)空尺度上波動(dòng)特性的優(yōu)點(diǎn)。Jermy等[5]對(duì)比LSD技術(shù)和PDPA技術(shù)發(fā)現(xiàn)，LSD在噴霧核心處實(shí)驗(yàn)精度更加可靠，且具有更快的數(shù)據(jù)采集速度。曾緯等[6]在LSD的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，與雙相激光誘導(dǎo)熒光法結(jié)合，進(jìn)一步降低汽化對(duì)試驗(yàn)的影響，研究正己烷的噴霧粒徑，其SMD結(jié)果與PDPA測(cè)試結(jié)果最大偏差約為14%。Dongyuan等[7]使用LSD技術(shù)研究了高壓環(huán)境下替代航空燃料的噴霧特性。

但目前研究噴霧粒徑只研究索特平均直徑，沒有進(jìn)一步對(duì)噴霧特征直徑進(jìn)行研究。噴霧特征直徑對(duì)于探究液滴尺寸分布具有重要意義，尤其是后續(xù)燃燒問題上。當(dāng)?shù)玫教卣髦睆胶螅梢赃M(jìn)一步評(píng)價(jià)液滴尺寸發(fā)散程度。LSD是面測(cè)量，十分有利于特征直徑的數(shù)值獲取。

基于以上背景，本研究采用平面激光測(cè)徑技術(shù)搭建了一套用于研究柴油噴霧粒徑分布的試驗(yàn)平臺(tái)，通過對(duì)圖像信號(hào)強(qiáng)度和噴霧粒徑之間的高精度標(biāo)定，獲取不同工況條件下的可視化圖像，深入了解缸內(nèi)柴油噴霧粒徑分布特性，尤其是特征直徑，這對(duì)優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒結(jié)構(gòu)具有重要意義。

1 LSD技術(shù)原理與試驗(yàn)系統(tǒng)

1.1 LSD平面激光測(cè)徑法原理

平面激光測(cè)徑技術(shù)，結(jié)合了激光誘導(dǎo)熒光法與米氏散射法，是目前測(cè)試噴霧兩維粒徑分布最為有效的方法[8]。主要是利用激光照射添加熒光劑的噴霧，噴霧液滴受到激光激發(fā)后電子能級(jí)發(fā)生躍遷，當(dāng)電子從高能級(jí)回落至低能級(jí)時(shí)將發(fā)出熒光，同時(shí)噴霧液滴中還伴隨著散射光發(fā)出。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，熒光強(qiáng)度If正比于液滴的體積(D3)，散射光強(qiáng)度Is正比于液滴的表面積(D2)，因此D32(索特平均直徑)可由式(1)計(jì)算：

(1)

式中：SMD(x,y)為在位置(x,y)處的索特平均直徑；K為標(biāo)定系數(shù)。

1.2 試驗(yàn)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

LSD技術(shù)測(cè)試噴霧粒徑特性的系統(tǒng)布置圖如圖1所示，該試驗(yàn)系統(tǒng)主要由5部分組成：激發(fā)光源系統(tǒng)、定容彈系統(tǒng)、燃油噴射系統(tǒng)、圖像采集單元和時(shí)序控制系統(tǒng)。首先Nd：YAG脈沖激光器經(jīng)過片光器產(chǎn)生片狀激光射向定容彈里的噴霧，燃油噴射系統(tǒng)噴射出的油霧受激光激發(fā)后產(chǎn)生的熒光和散射光被CCD相機(jī)分別采集到，CCD相機(jī)前連接裝有266 nm的LIF和MIE濾波片的雙像器，時(shí)序控制系統(tǒng)控制各個(gè)系統(tǒng)之間工作時(shí)序。

圖1 試驗(yàn)系統(tǒng)總成圖

1.3 試驗(yàn)工況設(shè)置

試驗(yàn)主要參數(shù)如表1。因高溫環(huán)境下會(huì)加劇柴油的汽化速度，熒光信號(hào)發(fā)生波動(dòng)，測(cè)試精度受到影響[9]，故本文基于常溫環(huán)境下開展研究。同時(shí)，當(dāng)柴油與氧氣分子接觸時(shí)柴油的熒光將會(huì)熄滅[10]，尤其當(dāng)柴油氣相時(shí)熄滅幾率增大，故本試驗(yàn)的背景氣體為氮?dú)?。柴油本身受激發(fā)后具有熒光性，故對(duì)柴油本身進(jìn)行測(cè)試也是可行的，不需要添加熒光劑。選取的拍攝時(shí)刻分別為開始噴油后(after start-of-injection，ASOI)400、765、1 000和1 365 μs，每個(gè)工況點(diǎn)拍攝10次再平均處理，以消除噴射隨機(jī)誤差。

表1 試驗(yàn)主要參數(shù)

1.4 噴霧粒徑參數(shù)定義

一般以液滴的平均直徑評(píng)價(jià)噴霧的霧化質(zhì)量，平均直徑[11]是一個(gè)假想尺寸，是以一個(gè)理想化的均勻液滴噴霧場(chǎng)來替代實(shí)際液滴尺寸不一致的噴霧場(chǎng)。但只研究平均直徑不能完全反應(yīng)噴霧霧化質(zhì)量的優(yōu)劣，還需加入特征直徑做補(bǔ)充說明。特征直徑是指在噴霧場(chǎng)液滴直徑分布曲線中小于該直徑液滴的體積占噴霧場(chǎng)液滴總體積的百分比[12]。由于將試驗(yàn)場(chǎng)里的液滴假想成標(biāo)準(zhǔn)球形粒子，故本文以PDFN(數(shù)目積分分布)來代替液滴體積分布，指對(duì)應(yīng)SMD的數(shù)目與液滴總數(shù)目的百分比，主要采用以下5種噴霧粒徑評(píng)價(jià)霧化質(zhì)量：

1)D32：表面積動(dòng)量平均徑，即索特平均直徑(SMD)，指將實(shí)際液滴換算成同等表面積的標(biāo)準(zhǔn)球形粒子的直徑，應(yīng)用最廣泛，SMD越小代表燃油的霧化程度越好。

2)D0.1、D0.5、D0.9：分別指在該直徑之前的液滴數(shù)目占噴霧場(chǎng)液滴總數(shù)目的10%、50%、90%，D0.5也稱中值直徑，D0.9反應(yīng)噴霧里的超大液滴。

3)DP：峰值直徑，指該直徑的液滴數(shù)目占所有液滴總數(shù)目的百分比最高。

1.5 圖像處理流程與誤差分析

圖像處理主要流程如圖2。在經(jīng)過多次重復(fù)試驗(yàn)后去除大范圍射流破碎圖像，改善了射流隨機(jī)誤差；將同步測(cè)得的LIF及MIE圖像相除，去除因噴霧的汽化過程影響液相熒光強(qiáng)度造成的背景誤差，基于激光能量衰減矯正及標(biāo)定計(jì)算柴油噴霧粒徑，使其轉(zhuǎn)化成噴霧SMD分布圖像。為了保證圖像的高信噪比，采用了3×3像素均值模糊算法進(jìn)行閾值分割，但與此同時(shí)，試驗(yàn)遠(yuǎn)場(chǎng)和射流邊緣粒徑最小的區(qū)域就會(huì)被除去一小部分，除去的無效像素值占圖像總像素值的比例不足5%，可以忽略不計(jì)。

圖2 圖像處理流程

激光穿過噴霧時(shí)，會(huì)被柴油吸收部分能量，噴霧濃度越大能量衰減越嚴(yán)重[13]。通常以不對(duì)稱度來衡量激光能量衰減程度，用迎光面的熒光強(qiáng)度除以背光面的熒光強(qiáng)度，本試驗(yàn)從左側(cè)射入激光，故噴霧軸線左側(cè)是迎光面，右側(cè)是背光面?；贚ambert-Beer定律對(duì)所有噴霧熒光圖像進(jìn)行了激光能量矯正。為了方便運(yùn)算，每個(gè)像素的激光能量衰減矯正離散化處理：

(2)

式中：snew為矯正后的某個(gè)像素?zé)晒鈴?qiáng)度；sold為未矯正的熒光光強(qiáng)；K′為光學(xué)常數(shù)；i,j為像素點(diǎn)所在的行和列。基于以上原理本文通過Matlab編寫能量衰減矯正的迭代程序，當(dāng)對(duì)稱度為1時(shí)矯正完成。

同時(shí)為了降低多重散射和熒光自吸收現(xiàn)象對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響[14]，LSD技術(shù)主要測(cè)量距離噴油器噴嘴出口10 mm之后的噴霧場(chǎng)。

2 柴油噴霧SMD標(biāo)定試驗(yàn)

2.1 標(biāo)定試驗(yàn)

由式(1)可知得到柴油噴霧SMD分布需對(duì)系數(shù)K進(jìn)行標(biāo)定，研究中一般認(rèn)為K是常數(shù)。標(biāo)定原理為：在已知液滴直徑的前提下，測(cè)得熒光和散射光的光強(qiáng)比值，進(jìn)而反推標(biāo)定系數(shù)K值。本文引用文獻(xiàn)[4]使用PDPA技術(shù)測(cè)得的噴霧粒徑數(shù)值，同時(shí)拍攝相同試驗(yàn)條件下的LSD圖像，獲得噴霧某一固定位置處的粒徑數(shù)值和圖像強(qiáng)度，反推K值。

由表PDPA技術(shù)獲得的粒徑測(cè)試結(jié)果如表2。試驗(yàn)工況為油壓120 MPa，背壓0.1 MPa，孔徑0.14 mm。其中噴霧中的位置(x，y)中x表示軸向距離，y表示徑向距離(單位：mm)?；谙嗤囼?yàn)條件下獲得的LSD圖像如圖3。

圖3 LSD標(biāo)定圖像

表2 由PDPA技術(shù)獲得的粒徑測(cè)試結(jié)果

2.2 標(biāo)定誤差分析

由于LSD技術(shù)和PDPA技術(shù)是2種不同的測(cè)徑方法，LSD是某一時(shí)刻噴霧場(chǎng)粒徑的空間分布，而PDPA是一個(gè)噴霧點(diǎn)粒徑變化的時(shí)間分布，兩者存在一定的差異?；谏鲜鲈?，因此在標(biāo)定試驗(yàn)中，兩者都測(cè)量噴霧中同一固定位置的噴霧粒徑，測(cè)試區(qū)域一致，且LSD拍攝的時(shí)段步長(zhǎng)與PDPA的拍攝間隔一一對(duì)應(yīng)，同時(shí)為了減小誤差標(biāo)定試驗(yàn)多次拍攝取平均值。由表3可知，與基于幾何光學(xué)近似理論[15-16]計(jì)算得到的K值對(duì)比，標(biāo)定試驗(yàn)得到的系數(shù)K值具有較高的準(zhǔn)確性，誤差在5%以下，其中x表示標(biāo)定區(qū)域距噴嘴的距離。

表3 標(biāo)定系數(shù)K試驗(yàn)值與理論值的差值百分比

3 試驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 不同噴油壓力下噴霧粒徑隨時(shí)間變化的影響

圖4為不同噴油壓力下噴霧SMD分布圖像，選取背壓1 MPa，噴孔孔徑0.14 mm，拍攝時(shí)刻TASOI400 μs，噴油壓力60～120 MPa試驗(yàn)條件。

由圖4可知，噴霧邊緣部分SMD較小，軸線中心處較大，其分布情況與噴霧濃度場(chǎng)結(jié)構(gòu)[17]吻合，靠近噴嘴的液核區(qū)噴霧SMD最大，此處液態(tài)燃油居多，尚未破碎便與背景氣體混合；沿著噴霧軸線SMD在逐漸變小，此時(shí)已進(jìn)入濃混區(qū)，濃混區(qū)燃油部分霧化成氣相，燃油噴霧氣液兩相共存，SMD較大且不均勻；噴霧外圍部分是稀混區(qū)，此處燃油以氣相為主，兼含有部分油滴飛濺，SMD最小，但會(huì)有極小區(qū)域出現(xiàn)SMD反常變大的現(xiàn)象。

圖4 不同噴油壓力下噴霧SMD分布

對(duì)比噴油壓力發(fā)現(xiàn)，噴霧液核區(qū)的SMD最大值由65 μm降低到了45 μm，且噴射壓力越大，整個(gè)噴霧場(chǎng)粒徑分布越均勻，燃油射流速度增加，噴孔內(nèi)部空化現(xiàn)象加劇，燃油的有效流通截面積減小，實(shí)際流速增加，湍流現(xiàn)象加劇，導(dǎo)致射流極其不穩(wěn)定，射出噴孔就迅速霧化，噴孔出口處SMD減小。并且根據(jù)壓力振蕩說[18]可知，噴油壓力增大，燃油供給系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力振蕩更劇烈，霧化效果更好，噴嘴出口SMD分布越小。

提高噴射壓力對(duì)后續(xù)燃油也有持續(xù)影響。燃油射流出噴孔后仍保持較高的速度，噴油壓力越高，噴射動(dòng)能越大，卷吸的背景氣體多，氣動(dòng)力作用下二次霧化發(fā)生的頻率增多，SMD越小。由波破碎理論[19]可知，液滴在噴射時(shí)會(huì)形成表面波，由于表面波不穩(wěn)定導(dǎo)致液滴破碎，液滴自身表面張力與直徑成反比，直徑越大越容易破碎，液滴直徑隨著破碎霧化的進(jìn)行不斷變小，直到液滴自身表面張力與氣動(dòng)作用力相當(dāng)時(shí)破碎停止，液體射流在背景氣體摩擦阻力下做減速運(yùn)動(dòng)，因此噴霧前端的液滴較為圓潤(rùn)。

對(duì)比TASOI400 μs和1 000 μs 2個(gè)時(shí)刻，SMD分布規(guī)律相同，但隨著噴霧的不斷發(fā)展燃油SMD變小。這是因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)過程中噴霧場(chǎng)內(nèi)大液滴表面張力維持不了自身的形狀發(fā)生破碎，液滴變小。同時(shí)隨著噴霧的進(jìn)行，噴霧卷吸的空氣增多，其反作用影響越來越大，油滴粒子的空間密度也隨之降低，油滴間相互碰撞融合的幾率減小，使得噴霧場(chǎng)SMD的值隨噴射時(shí)刻的增加而減小。

由圖6可知，400 μs時(shí)噴油壓力由60 MPa升到120 MPa，Dp由30 μm下降到18 μm，D0.1降幅為40%，中值直徑D0.5降幅為40%，D0.9降幅為34%。在1 000 μs時(shí)，Dp由20 μm下降到11 μm，D0.1降幅為57%，中值直徑D0.5降幅為50%，D0.9降幅為39%。根據(jù)以上分析可知，提高噴油壓力對(duì)于柴油的破碎霧化具有積極的促進(jìn)作用，SMD更小，其中D0.1的降幅最大，表明噴霧前鋒面粒徑受噴油壓力的影響最大。隨著開始噴油后時(shí)刻的增加，提高噴油壓力，特征直徑DP、D0.1、D0.5和D0.9的下降幅度都在增加，D0.1降幅仍最大。

圖5 不同噴油壓力下粒徑尺寸數(shù)目分布

圖6 不同噴油壓力下特征直徑

根據(jù)燃油噴霧氣液兩相連續(xù)方程：

(3)

式中：ρg為氣相總密度；u為火焰沿x方向的傳播速度；ρl為液滴平均密度；δ為液滴直徑；KV為液滴蒸發(fā)常數(shù)；Nl為液滴總數(shù)。

因此更小的D0.1有利于縮短燃燒開始著火時(shí)刻，外圍著火點(diǎn)多，燃燒速度快，有助于完全燃燒，降低了局部高溫的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 不同背景壓力下噴霧粒徑隨時(shí)間變化的影響

圖7為不同背景壓力下噴霧SMD分布圖像，選取油壓120 MPa，噴孔孔徑0.14 mm，拍攝時(shí)刻TASOI765 μs，背景壓力1～3 MPa試驗(yàn)條件。

圖7 不同背景壓力下噴霧SMD分布

空穴發(fā)生的強(qiáng)度隨背壓的增大而降低[20]，液體射流表面湍動(dòng)減緩，噴孔出口處液體難破碎，最終使得噴孔出口處SMD變大。

背壓增大導(dǎo)致環(huán)境密度增大，背景氣加劇體射流擾動(dòng)，有利于射流破碎和霧化。但環(huán)境密度的增大會(huì)導(dǎo)致噴霧體積減小，單位體積內(nèi)留存更多的燃油液滴，更易致使其相互碰撞融合，噴霧液滴聚集作用增強(qiáng)，容易發(fā)展成大直徑的油滴，具體表現(xiàn)為造成噴霧軸線與邊緣燃油SMD差異大。因此，在高背壓條件下，缸內(nèi)湍流的作用更加重要，需要盡快把已經(jīng)形成的小油滴盡快帶走，不要聚集從而導(dǎo)致二次聚合。

噴霧前鋒面受的阻力隨背壓的增大而增大，其動(dòng)量在與背景氣體的碰撞中減小，軸向速度降低，徑向擴(kuò)散能力增強(qiáng)，噴霧前鋒面和兩側(cè)邊緣液滴的SMD變化不明顯。

由圖8可知背壓增大，對(duì)應(yīng)的峰值SMD所占的數(shù)目比例在下降，大粒徑的比例卻在上升。對(duì)比TASOI765 μs和1 365 μs 2個(gè)時(shí)刻，粒徑尺寸分布曲線幾乎相同，但是1 365 μs不同背壓對(duì)應(yīng)的SMD峰值比例比765 μs的高，表示隨著噴霧的發(fā)展燃油液滴尺寸越來越均勻。

圖8 不同背景壓力下粒徑尺寸數(shù)目分布

由圖9可知，765 μs時(shí)背景壓力由1 MPa升到3 MPa，Dp由16 μm上升到24 μm，上升了50%，D0.1的漲幅為60%，中值直徑D0.5漲幅為77.8%，D0.9漲幅為137.5%。1365μs時(shí)Dp上升了25%，D0.1漲幅為30%，中值直徑D0.5漲幅為50%，D0.9漲幅為86.7%。其中D0.9的漲幅最大，表明增大背景壓力會(huì)使噴霧粒徑尺寸差別增大。隨著開始噴油后時(shí)刻的增加，增大背景壓力，特征直徑DP、D0.1、D0.5和D0.9的上漲幅度都在下降，D0.9漲幅仍最大。

圖9 不同背景壓力下特征直徑

根據(jù)液滴蒸發(fā)燃燒理論，D0.9的增大說明噴霧場(chǎng)內(nèi)液滴間尺寸差別大，霧化顆粒的均勻度差，缸內(nèi)只要存在些許大油滴就會(huì)影響其燃燒特性，有害排放顯著提高，后續(xù)不完全燃燒造成的碳煙濃度增大。

3.3 不同噴孔直徑下噴霧粒徑隨時(shí)間變化的影響

圖10為不同噴孔直徑下噴霧SMD分布圖像，選取油壓100 MPa，背景壓力1 MPa，拍攝時(shí)刻TASOI400 μs，噴孔孔徑0.14 mm和0.18 mm試驗(yàn)條件。

由圖10可知噴孔直徑增大SMD在增大。由邊界條件突變說[21]可知，液體射流流經(jīng)噴孔出口時(shí)，噴孔直徑越小噴孔有效流通截面積也越小，噴孔出口處節(jié)流現(xiàn)象更嚴(yán)重，一次霧化程度也更高。射流在噴口處失去壁面限制，其動(dòng)能重新分布，增大孔徑其軸向上的動(dòng)能增大，霧化效果降低，SMD分布也不均勻。

圖10 不同噴孔直徑下噴霧SMD分布

由圖11可知，噴孔直徑對(duì)SMD分布的影響是顯著的，噴孔直徑越小，峰值SMD數(shù)值變小，所占數(shù)目積分高，霧化效果好。這是因?yàn)閷?duì)于相同噴射壓力和背景壓力時(shí)，直徑小的噴孔其內(nèi)部流速大，增加燃油離開噴嘴的射流速度，油滴的初次霧化和卷吸空氣的能力加強(qiáng)，所以小噴孔燃油霧化效果好，而大噴孔未霧化完全的油滴多。對(duì)比TASOI400 μs和1 000 μs 2個(gè)時(shí)刻，隨著開始噴油后時(shí)刻的增加，不同孔徑下對(duì)應(yīng)的峰值SMD逐漸減小，數(shù)目積分進(jìn)一步增大。

圖11 不同噴孔直徑下粒徑尺寸數(shù)目分布

由圖12可知，在400 μs時(shí)，孔徑由0.14 mm增大至0.18 mm，Dp由26 μm上升到38 μm，上升了46.2%，D0.1漲幅為57.1%，D0.5漲幅為88.5%，D0.9由50 μm上升到114 μm，漲幅為128%。到1 000 μs時(shí)，Dp由17 μm上升到30 μm，上升了76.5%，D0.1漲幅為150%，D0.5漲幅為135.3%，D0.9漲幅為143.2%。根據(jù)以上分析可知，增大噴孔直徑對(duì)于柴油的破碎霧化具有阻礙作用，SMD更大，霧化效果差，其中D0.9的漲幅最大，未完全霧化的大油滴較多。隨著開始噴油后時(shí)刻的增加，增大噴孔直徑，特征直徑DP、D0.1、D0.5和D0.9的上漲幅度都在增加，D0.9漲幅仍最大。

圖12 不同噴孔直徑下特征直徑

根據(jù)液滴蒸發(fā)燃燒理論，孔徑增加導(dǎo)致D0.9增大，霧化效果低，油滴大難燒盡，易出現(xiàn)噴嘴出口處積碳，結(jié)焦現(xiàn)象，燃油射流受阻，進(jìn)一步惡化霧化效果。

4 結(jié)論

1)噴霧粒徑分布與噴霧濃度場(chǎng)結(jié)構(gòu)分布吻合，靠近噴嘴的液核區(qū)噴霧SMD最大，沿著噴霧軸線SMD逐漸減小，濃混區(qū)燃油噴霧氣液兩相共存，SMD較大且不均勻；稀混區(qū)SMD最小。

2)提高噴油壓力對(duì)于柴油的破碎霧化具有積極的促進(jìn)作用，峰值SMD由30 μm下降到18 μm，噴霧分布更均勻。提高噴油壓力對(duì)D0.1的影響最大，表明噴霧前鋒面粒徑受噴油壓力的影響最大。

3)噴霧的SMD隨著背壓的增大而增大，峰值SMD由16 μm上升到24 μm，噴霧軸線與邊緣燃油SMD分布差異較大。增大背景壓力時(shí)D0.9的漲幅最大，表明增大背景壓力會(huì)使噴霧粒徑尺寸差別增大。

4)噴孔直徑增大，峰值SMD數(shù)值由26 μm上升到38 μm，霧化效果差。增大噴孔直徑時(shí)D0.9的漲幅最大，表明增大噴孔直徑會(huì)導(dǎo)致未完全霧化的大油滴增多。