【作者】

张诗蔚; 孙柏刚; 罗庆贺

【单位】

北京理工大学

【摘要】

在“双碳”政策的驱动下，发展氢能源是解决交通行业碳排放的有效途径之一，氢内燃机作为“零碳”动力装置，是内燃机行业实现“碳中和”目标的技术路线之一。在氢内燃机中采用直喷技术后，相比进气道喷射进气道喷射式具有热效率更高、动力更强、NOx排放更低等优点。提高燃料喷射质量是优化直喷氢内燃机混合气、燃烧、排放的重要手段之一。而外开式压电晶体喷嘴具有流量大、开闭速度快的特点，非常适合在直喷氢内燃机上应用。因此利用纹影法在定容喷射装置上开展了不同喷射压力、环境背压下的氢气射流特性试验，研究不同喷孔形貌的氢气射流特性及喷射参数的变化规律。结果表明，条形喷孔和开环喷孔的氢气射流的轴向贯穿距、径向贯穿距随喷射压力的增大而增大；当喷射脉宽持续增大时，两者喷孔的氢气射流远场会逐渐形成不同尺度的球形涡流结构，其涡流结构大小主要受容弹内环境压力的影响；同时，对比两种喷孔的氢气射流形态发现，条形喷孔氢气射流近端形态并不会发散成为“伞”型，且喷射的轨迹线对比开式喷孔的轨迹线更为集中。此外，条形喷孔的氢气射流锥角发展趋势不同于开环喷孔，前者受环境压力影响的敏感性大于后者。增加金属遮挡帽可以改变喷孔处的几何结构，进而优化氢气的射流特性，可以为直喷氢内燃的混合气形成提供试验数据支撑，为直喷氢气喷嘴的喷射策略优化和提供依据。

【关键词】

氢内燃机；氢气直喷喷嘴；纹影法；射流特性

【论文集名称】

数字孪生与智能制造技术

【会议名称】

设计与智能制造2022学术年会

【会议时间】

2022-11-24至2022-11-27

【会议地点】

长沙

【下载次数】

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