Spray Characterization of Ethanol Gasoline Blends and Comparison to a CFD Model for a Gasoline Direct Injector

دسته بندی: حمل و نقل
ویرایش:  
نویسندگان: Matsumoto A. et al.  
سری:  
 
ناشر:  
سال نشر:  
تعداد صفحات: 24 
زبان: English 
فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) 
حجم فایل: 5 مگابایت 

قیمت کتاب (تومان) : 48,000

ماتسوموتو آ، مور دبلیو آر، لای ام-سی. ، فاستر ام. ، زی ایکس بی. , Yen D., Confer K., Hopkins E.
SAE International, 2010. 24 p. چکیده
عملیات وسایل نقلیه با سوخت انعطاف پذیر نیاز به عملیات با طیف وسیعی از خواص سوخت دارد. تفاوت های قابل توجه در گرمای تبخیر و چگالی انرژی سوخت های E0-E100 و تأثیر بر توسعه اسپری باید در هنگام توسعه استراتژی های کنترل موتور کاملاً درک شود.
آنتالپی محدود برای تبخیر سوخت باید در هنگام توسعه تزریق در نظر گرفته شود. استراتژی‌هایی برای شروع سرد، عملکرد همگن و طبقه‌بندی شده. تصویربرداری اسپری از انژکتورهای بنزینی چند سوراخه با سوخت‌های بین E0 تا E100 و شرایط محیطی که نشان‌دهنده نقاط کار موتور از شروع سرد تا گرم محیط در محفظه اسپری انجام شد. برای مشخص کردن اسپری‌ها از تکنیک تجسم Schlieren استفاده شد و نتایج با روش پراکندگی Laser Mie و تکنیک نور پس زمینه مقایسه شد. آزمایشات محفظه باز برای ارائه ورودی و اعتبار یک مدل CFD مورد استفاده قرار گرفت. علاوه بر تغییرات سوخت و شرایط عملیاتی، سه انژکتور مختلف با تفاوت در نرخ جریان استاتیک و هندسه نازل داخلی مورد بررسی قرار گرفتند. این داده‌های تجربی در توسعه اولیه یک مدل CFD قوی برای پیش‌بینی رفتارهای اسپری از یک انژکتور مستقیم بنزینی چند سوراخه استفاده شد. مقایسه نفوذ اسپری بین مدل CFD بهینه شده و نتایج تجربی انجام شد. تکنیک‌های پردازش تصویر برای مشخص کردن تصاویر اسپری برای تعیین کمیت نفوذ و توسعه ابر بخار ارائه شده است. تزریق موتور در دوره طراحی اولیه در این مقاله، رفتار اسپری توسط CONVERGE پیش‌بینی شد، ویژگی‌های نفوذ نوک اسپری و جرم فازهای مایع و بخار در شرایط دما و فشار مختلف محاسبه شد، همچنین آزمایش در شرایط عملیاتی محفظه واقعی برای عملیات طبقه‌بندی انجام شد. در این آزمایش، هندسه تاج پیستون برای ارزیابی اثرات برخورد سوخت در محفظه اسپری گنجانده شد. تصویربرداری Schlieren بینشی در مورد اثر برخورد اسپری که منجر به جهش اسپری و حوضچه های سوخت می شود، ارائه کرد.

Matsumoto A. , Moore W.R. , Lai M-C. , Foster M. , Xie X-B. , Yen D. , Confer K. , Hopkins E.
SAE International, 2010. 24 p. Abstract
Operation of flex fuel vehicles requires operation with a range of fuel properties. The significant differences in the heat of vaporization and energy density of E0-E100 fuels and the effect on spray development need to be fully comprehended when developing engine control strategies.
Limited enthalpy for fuel vaporization needs to be accounted for when developing injection strategies for cold start, homogeneous and stratified operation. Spray imaging of multi-hole gasoline injectors with fuels ranging from E0 to E100 and environmental conditions that represent engine operating points from ambient cold start to hot conditions was performed in a spray chamber. Schlieren visualization technique was used to characterize the sprays and the results were compared with Laser Mie scattering and Back-lighting technique. Open chamber experiments were utilized to provide input and validation of a CFD model. In addition to the fuel variation and operating conditions three different injectors were investigated with differences in static flow rate and internal nozzle geometry. This empirical data was used in the initial development of a robust CFD model for predicting spray behaviors from a multi-hole gasoline direct injector. Comparisons of spray penetration were made between the optimized CFD model and the empirical results. Image processing techniques were presented for characterizing the spray images to quantify the penetration and the vapor cloud development. 3D-CFD numerical simulation is commonly used in order to make selections of engine injection in the early design period. In this article, the spray behavior was predicted by CONVERGE, The characteristics of the spray tip penetration and mass of the liquid and vapor phases were calculated under different temperature and pressure conditions, Testing was also conducted at realistic chamber operating conditions for stratified operation. In these test the piston crown geometry was included in the spray chamber to evaluate fuel impingement effects. Schlieren imaging provided insight into the effect of spray impingement resulting in spray bounce and fuel puddles.