【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种缸内燃油液相喷雾贯穿距预测方法，属于发动机设计。
技术介绍
1、液相喷雾贯穿距离(lpl)是评价直喷发动机燃料燃烧动力学的重要参数之一，它与点火延迟时间、预混/扩散燃烧效果和发动机性能密切相关。通常将液相喷雾尖端到喷孔之间的距离称为lpl，lpl的长短取决于液体射流过程中在高温高压条件下的雾化、蒸发以及空气-燃料混合过程，在喷雾发展过程中，喷雾周围的高温气体和燃料液滴之间的传热作用导致液滴的温度升高，当燃料蒸发速率等于喷射速率时，液相喷雾的尖端不再继续深入，液相喷雾渗透长度在准稳态中保持小幅波动。在喷雾发展过程中，lpl过长会导致液相燃料液滴撞击燃烧室壁，导致湿壁现象，严重影响混合气的形成，低温燃烧阶段、导致燃烧效率显著下降，污染物排放急剧恶化。lpl是表征喷雾发展特征的关键参数，所以燃油的液相贯穿距预测一直受到国内外研究者的重视。
2、现有的lpl预测公式均是基于自由射流的实验数据建立的，未考虑燃油喷雾与燃烧室壁面之间相互作用的影响，通常使用从自由喷雾中获得的液相穿透长度作为燃烧室配置的设计基础，以避免燃料撞击。然而，燃烧室的有限体积使得喷雾和壁面之间的相互作用不可避免，在某些条件下喷雾和燃烧室壁面之间的相互作用导致lpl与自由喷雾显著不同。喷雾与壁面之间的相互作用使得喷雾场发生重构，湍流尺度和空气卷吸的改变导致喷雾的雾化特性和蒸发特性均不同于自由射流喷雾，直接影响喷雾的贯穿过程和混合气的形成。燃油液滴撞击壁面后的行为、燃油液滴与壁面之间的传热过程、喷雾结构受壁面阻碍发生重构以及喷雾内外流场的改变
3、综上所述，目前缸内燃油液相喷雾贯穿距预测方法没有考虑近壁面喷雾与壁面的相互作用，不能精确预测近壁面液相喷雾的贯穿距，亟需一种新型缸内燃油液相喷雾贯穿距预测方法。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出一种缸内燃油液相喷雾贯穿距预测方法，在计算过程中考虑液相喷雾与壁面的相互作用，从而使得预测结果更加接近真实情况，更加精确的预测出液相喷雾贯穿距离。
2、实现本专利技术的技术方案如下：
3、一种缸内燃油液相喷雾贯穿距预测方法，包括如下步骤：
4、第一步，设定常量系数α，设定lpl预测模型lpl1；
5、第二步，计算燃油液滴的索特平均直径与质量，根据燃油液滴的索特平均直径与质量，计算燃油液滴的加速度；
6、第三步，计算lpl关于时间的表达式，具体为：
7、步骤3.1，根据lpl预测模型lpl1(t)与燃油液滴的加速度，计算液相喷雾尖端的贯穿速度：
8、
9、其中，vf是液相喷雾尖端的贯穿速度，t表示时间，adrop为燃油液滴的加速度，τ为液相喷雾减速现象发生的时间；
10、步骤3.2，根据液相喷雾尖端的贯穿速度，计算lpl关于时间的表达式：
11、
12、进一步地，所述设定lpl预测模型lpl1，表达式如下：
13、
14、其中，cv为流量系数，δp为喷油压力和环境压力之间的压差，ρf为燃油密度，α为常量系数，dn为喷孔直径，ρa为环境密度，tb为液相燃油初始破碎时间，tr为液相喷雾贯穿至稳定状态的时间，ta为环境温度。
15、进一步地，所述液相燃油初始破碎时间，通过如下方式计算：
16、
17、其中，tb为液相燃油初始破碎时间。
18、进一步地，所述计算燃油液滴的索特平均直径与质量，包括如下内容：
19、
20、
21、其中，smd为燃油液滴的索特平均直径，mdroplet为燃油液滴质量。
22、进一步地，根据燃油液滴的索特平均直径与质量，计算燃油液滴的加速度，包括如下内容：
23、
24、其中，adrop为燃油液滴的加速度，表示液滴在喷雾轴线方向受到的阻力，smd为燃油液滴的索特平均直径，mdroplet为燃油液滴质量。
25、有益效果：
26、第一、本方法在计算液相喷雾近端的贯穿速度过程中，引入液相喷雾减速现象发生的时间τ，这是因为在真实的运行过程中，燃油喷雾的lpl发展过程中依赖于环境的密度和压力，特别是喷雾尖端位置，燃油液滴的速度较小，贯穿能力较小，当出现喷雾与壁面之间的相互作用出现的高压区的阻碍时，燃油液地的速度出现骤降，因此引入液相喷雾减速现象发生的时间τ，依次来对其进行时间上的划分，代表本方法在处理过程中考虑与壁面之间的相互作用，该方法避免了目前大部分方法常见的不能考虑避免作用的问题，提高预测的精准度与真实性。
27、第二、本方法优先实施方式中，在建立lpl预测模型lpl1(t)时，将其分为三个时间段进行分析，与真实情况更加贴近，且针对液相喷雾贯穿至稳定状态的时间之后，相较于现有的常用公式，进行了参数上的修正，将环境温度幂指数进行了修正，使得该方法其获得的预测结果能够更为真实与准确的贴近缸内燃油的真实情况。
28、第三、本方法实施简单，通过根据燃油液滴的索特平均直径与质量，计算燃油液滴的加速度，然后再根据加速度与预测模型lpl1即可完成相应的计算，易于实现，容易复刻。
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1.一种缸内燃油液相喷雾贯穿距预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定LPL预测模型LPL1表达式如下：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述液相燃油初始破碎时间，通过如下方式计算：
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述计算燃油液滴的索特平均直径与质量，包括如下内容：
5.如权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，根据燃油液滴的索特平均直径与质量，计算燃油液滴的加速度，包括如下内容：
【技术特征摘要】
1.一种缸内燃油液相喷雾贯穿距预测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定lpl预测模型lpl1表达式如下：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述液相燃油初始破碎时间，通过如下方...
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