[发明专利]一种柴油机多次喷射喷雾贯穿距预测方法

权利要求书

1.一种柴油机多次喷射喷雾贯穿距预测方法，其特征是：

(1)第一次喷射在t＝0时刻开始，在t₁时刻结束；第二次喷射在t₂时刻开始，在t₃时刻结束；根据喷油量、喷射持续期、喷油型线等喷射参数和喷孔结构参数，计算得到喷孔出口处的前后两次喷射速度U_inj,1(t)和U_inj,2(t)随时间t的变化；

(2)将多次喷射变喷油曲线转化为瞬时稳态射流，根据U_inj,1(t)、U_inj,2(t)，燃油密度ρ_f和喷孔出口面积A_noz，采用变时间t上限积分方法，计算得到前后两束瞬时稳态射流的质量平均喷射速度U_AV,1(t)、U_AV,2(t)：

(3)根据喷孔直径d_n、燃油密度ρ_f及环境气体密度ρ_g，计算得到有效喷孔直径d_eq：

(4)根据燃油密度ρ_f、喷孔直径d_n、前后两次喷射的质量平均喷射速度U_AV,1(t)和U_AV,2(t)、燃油粘度μ_f和燃油表面张力系数σ_f，计算得到前后两束喷雾的雷诺数Re₁和Re₂及前后两束喷雾的韦伯数We₁和We₂：

(5)根据喷孔直径d_n、前后两束喷雾的雷诺数Re₁和Re₂、前后两束喷雾的韦伯数We₁和We₂、燃油粘度μ_f、环境气体粘度μ_g、燃油密度ρ_f及环境气体密度ρ_g，分别计算得到前后两次喷射下低速喷射不完全发展喷雾的索特平均直径和高速喷射完全发展喷雾的索特平均直径和以及喷雾总体索特平均直径D_32,1和D_32,2：

(6)根据燃油密度ρ_f、前后两次喷射的喷雾总体索特平均直径D_32,1和D_32,2、前后两次喷射的质量平均喷射速度U_AV,1(t)和U_AV,2(t)及环境气体粘度μ_g，计算得到前后两束喷雾的斯托克斯数St₁和St₂：

(7)根据有效喷孔直径d_eq、前后两次喷射的质量平均喷射速度U_AV,1(t)和U_AV,2(t)以及前后两束喷雾的斯托克斯数St₁和St₂，计算得到前后两束喷雾射流响应时间常数τ_v,1和τ_v,2：

(8)根据前后两次喷射的质量平均喷射速度U_AV,1(t)和U_AV,2(t)以及前后两束喷雾射流响应时间常数τ_v,1和τ_v,2，计算得到前后两束喷雾的有效喷射速度U_eff,1(t)和U_eff,2(t)随时间变化的解析式：

(9)根据燃油密度ρ_f、喷孔直径d_n、环境气体密度ρ_g及喷射压力和环境气体压力差值ΔP，计算得到第一次喷射的喷雾破碎时间t_b：

(10)根据燃油密度ρ_f、环境气体密度ρ_g和经验系数c，计算得到喷雾锥角θ：

(11)根据喷孔直径收缩系数C_d、喷雾截面速度和体积分数分布因子β、有效喷孔直径d_eq、喷雾锥角θ、第一次喷射的喷雾破碎时间t_b的相邻时刻和及其对应的有效喷射速度和计算得到喷雾破碎前的贯穿距增长系数k_v：

(12)根据喷孔直径收缩系数C_d、喷雾截面速度和体积分数分布因子β、第一次喷射的有效喷射速度U_eff,1(t)、有效喷孔直径d_eq、喷雾锥角θ、贯穿距增长系数k_v、喷雾破碎时间t_b和第一次喷射的喷油持续期t_j1，计算得到第一次变喷油喷射的喷雾贯穿距S_tip,1(t)随时间的变化规律：

(13)引入贯穿强化系数EC，然后根据喷孔直径收缩系数C_d、喷雾截面速度和体积分数分布因子β、有效喷孔直径d_eq、喷雾锥角θ、第二次喷射的有效喷射速度U_eff,2(t)和喷油持续期t_j2以及喷射结束时间t₃，计算得到第二次变喷油喷射的喷雾贯穿距S_tip,2(t)随时间的变化规律：

(14)通过对比同一时刻下前后两次喷射的喷雾贯穿距S_tip,1(t)和S_tip,2(t)的大小，来判定多次喷射喷雾前端，选取其中的最大值作为多次喷射总体喷雾贯穿距。