机燃油喷射雾化过程的机理与试验研究．武汉华中科技大学，．万吉安．喷雾撞壁模型的发展．柴油机设计与制造，年第期．凌育仁．燃油式和尾气式加热器混合装车的可能性．客车技术与研究，.这种方法在实际中另次应用是，原印度产发动机，在青海锡铁山二矿安装了的液体加热器，从加热到自动停机，用时分钟。加热器停机时发动机外表温度在左右。其发动机内装升防冻液，净重，按上面的计算方法所需时间为.分钟。说明该方法是有效的。第章加热器燃烧室配风及水泵油泵的选取个完整的燃烧过程包括着火燃烧和燃尽三个阶段。三个阶段没有明显的界限，但是在整个燃烧过程均需要合理的配风，以强化混合和燃烧。合理的配风对各次配风量和空气的流动方式均有严格的要求，以达到着火快速，燃烧充分的目的。.燃烧室配风原则总供风量分多次进入燃烧室，即多次供风。为了避免结构过于复杂，通常采用二次风的两次供风方式。次风也称为根部风，位于喷雾锥的根部，目的是在喷雾着火前强化燃油和空气的混合。次风约占总风量的，风量太大可能破坏着火条件。视燃油密度大小取得恰当的值，如若燃用重油应取上限值。在燃烧的前期和后期均需要达到燃料和空气的强烈混合。燃烧前期，除了次风外的其他供风应在燃烧室前端就能与燃油喷雾均匀而强烈的混合，空燃比满足燃料的可燃极限。气流的扩散角度应小于燃油雾化角度，以使空气能够切入油雾，与燃油掺混。要达到这目的，通常采用气流与喷雾射流交叉流动或者组织旋流“卷吸”燃料。在燃烧后期的火焰扩展过程中，燃料与空气的混合也应该强烈，以保证燃烧充分，这也要求较高的二次或三次风流速。在距离喷嘴定距离处应该组织个高温燃气的回流区，以使火焰稳定。该回流区的流速应该与火焰传播速度相适应才能既保证稳焰又不将火焰吹灭，因此通常为低速回流区。.燃烧稳焰原理及措施为了使火焰稳定，必须有个稳定的着火热源。燃烧室内部必须要有个低速区，该区域的气流速度与火焰传播速度接近，才能确保火焰稳定燃烧。气体流速过高会造成脱火，即火焰被吹灭反之，会造成回火凹引。因此，任何种燃烧装置都需要设计相应的稳焰结构。稳焰措施如下直流环状射流稳焰即在燃烧筒内放置块挡板使气流在挡板后形成低速回流区，其流场为环状喷出流束包围着的个负压区，气流呈涡旋状态。此种类型的稳焰器有平板型和锥型。旋转环状射流稳焰是由于流束中心位置的诱导流股不足，而产生负压环流区。要的指导意义。采用数值模拟技术结合试验的方法可以大大降低新产品研发的成本，缩短设计周期。第章黄海客车加热器功率的匹配计算随着汽车工业的发展和人民生活水平的提高，为解决冬季汽车发动机的冷起动和司乘人员的取暖问题，降低起动与暖机过程中的排放，实现车窗除霜车内取暖，目前加装独立式燃油加热器的车辆越来越多。如何给车辆匹配台合适的加热器，是我们首先考虑的问题。.车内空气升温所需加热器的功率当环境温度较低，车辆发动机的余热不能满足取暖空间的要求时，需要汽车加热器为车辆提供热能，以保证车内合适的温度。下面为丹东黄海车型参数表.，确定加热器功率的计算方法。表.丹东黄海客车技术参数丹东黄海客车项目单位指标外形尺寸轴距额定乘员含驾驶员人车厢内高最高车速发动机型号额定功率最大扭矩噪声质量般车辆加热器功率的计算方法按交通部营运客车类型划分及等级评定，乘客人均采暖量千焦小时。丹东黄海客车额定乘员含驾驶员人，则所需加热器发热量千焦小时.。汽车加热器功率的计算方法由于车辆散热部位较多，外部环境差别较大，热量损失的计算比较复杂，国内厂家在为车辆选配加热器时，往往根据国外类似车型配备加热器功率的大小或按客车等级评定人均取暖量要求，估计确定。由于实际车辆在车速范围车厢保温材料以及车厢密封情况等的差别，往往会造成加热器选配不合理不科学的问题，因此通过计算分析，得出不同车辆配备加热器的通用公式，将是极有意义的。车辆运行时，加热器主要为加热车厢中的空气提供热量，要在克服通过车辆外表向外界环境散热的同时，使车厢内空气温度保持在个合理的范围内，这时的热平衡关系可表示为其中为加热器功率为空气的定压比热是客车内部的空气质量为客车的内外温差为当量散热面积，和分别为车厢的内外散热面积是加热时间是厢体的总传热系数•厢体的总传热系数由下式计算是车厢的传热系数，公式为式中为厢体内壁散热系数，••，为厢体外壁散热系数，与车速有关，当车速为㎞,••，为汽车厢体隔热材料厚度，为汽车厢体隔热材料传热系数•代表因车厢漏气而影响散热量所对应的传热系数由以上关系可确定加热器功率。表.计算参考参数丹东黄海客车外形尺寸车外外形尺寸车内外部散热面积内部散热面积玻璃窗面积玻内外最大温差加热时间车速㎞车窗玻璃散热量玻•玻••式中玻玻璃窗的传热系数般取玻••玻玻璃窗的面积车内外最大温差加热时间将表.中所给值代入式计算得车壁散热量车壁散热量的计算式为•••为计算方便可将全部壁面都简单地按多层均匀平壁计算由表.和式可得当量散热面积不包括机的冷却水管路空调中的暖风芯子的水路相通，不仅可作为车厢采暖除霜用，而且可以预热发动机润滑油，有利于低温条件下的发动机起动气暖加热器般采用空气作为换热介质，气暖加热器的换热器结构比水暖加热器的复杂，内表面和外表面均布满翅片状的换热片，可将被加热的空气直接送往受暖区域，其最大特点是供暖迅速及时，可适用于野外作业取暖之用。气暖加热器主要用于对空气分布质量要求不高的商用车辆如中巴车卡车货车工程车，尤其是长途货运车等。按燃烧室燃油雾化方式分按照燃油雾化方式，又可将加热器分为蒸发雾化式离心雾化式和喷雾雾化式三类。喷雾式采用高压油泵通过喷嘴将燃油以油雾的形式喷入燃烧室，雾化后的细小液滴通过蒸发扩散参与燃烧。与其他雾化方式相比，喷雾雾化的燃烧速度快，效率高，因此喷雾雾化式主要应用在大功率的加热器上，目前国外的汽车加热器多采用这种方式。缺点是小流量高压油泵制造困难且喷油孔过细容易堵塞，同时加热器的体积重量和成本也会因此增加。离心式采用低压油泵将燃油滴落到高速旋转的甩油盘上，利用离心力将燃油雾化并与空气混合燃烧。离心式加热器由于离心雾化油滴较大，且部分油滴先甩到甩油盘外围的石棉网上，再蒸发参与燃烧，因此其燃烧室单位体积的热功率会低于喷雾式加热器，离心式适合于的中等热功率的加热器。同时油滴直径受到甩油盘的转速影响，容易随电机转速而产生波动，从而导致加热器的工作状态不稳定，存在低温启动困难和排放较高等问题，应用较少。蒸发雾化式加热器的结构比较简单，般采用流量很小的低压电磁泵将燃油输送到燃烧室头部的燃油吸附网上，燃油受热蒸发后被助燃空气卷吸进燃烧室参与燃烧。缺点是热功率较小，同时由于蒸发混合不均匀，局部燃油过浓，容易将燃油吸附网堵死并导致燃烧室积炭。.车用加热器的用途低温起动柴油发动机在低温环境中冷起动比较困难，在时采用常规手段几乎不能起动，而装配加热器后可保证发动机在低温环境下顺利可靠地起动，这对于冬季或高原严寒地区的车辆起动具有重要的意义。发动机经加热器预热后，可提高气缸活塞活塞环及各摩擦副和机油温度，由此能大大降低启动阻力。例如在时，型发动机预热后其发动机的热态启动阻力矩为．，而进行冷启动时的阻力矩则为.，热态启动时发动机的阻力矩下降，启动转速增加，因被预热的机体对所进冷空气也有定的加热作用，从而提高了缸内气体压缩终了的温度和压力另外，加热器还可以加热蓄电池，从而提高蓄电池的输出功率，以增加起动电机的启动力矩，提高发动机启动转速。总之，装配加热器对发动机预热后，发动机在低温条件下的启动较为容易。采暖采暖是加热器的主要用途，是加热器研制的初衷，在低温或潮湿阴冷环境中，车辆运行时需要向车厢内供暖，些专用运输车也需配置保温设施，由于加热器的体积小，结构紧凑，热效率高，因此采用独立式燃油加热器是最佳选择。目前加热器主要用于轿车，客车，以及花卉鲜活鱼类等的运输车。此外，可结合特殊用途的需要，将加热器应用到军事灭菌车救护车等车辆上，同时还可为野外帐篷供暖，由于体积小适合单兵携带，因此在军事上有着广泛的应用前景。除霜冬季当环境温度较低时，车内由于人呼吸等原因产生的温度相对较高的水蒸汽容易使汽车驾驶室前风挡玻璃处结霜，影响司机视线，导致交通事故的发生。思危，在技术创新上下苦功，进步提高自身的核心竞争力。国内外的技术差距控制系统方面国外的控制电路的集成化程度较高，且防护措施较好．德国韦巴斯托公司研制的加热器的控制电路扳全部采用集成电路，且外面有个防水涂层，可靠性较高。而国内些产品的控制电路仍然采用了很多接插件，结构较复杂，不便于拆装，可靠性也较差。在控制系统的智能化方面，也有待提高。应该采用先进的传感器技术和电子信息技术，进步提高加热器的自动化水平。结构布置方面与国外产品相比，国内产品在结构的简单紧凑和轻巧方面还有很大的发展空间。应该不断采用新型轻质材料如合成塑科等，尽量用整体压铸部件代替装配件和焊接件。这些要求将随着我们的机械制造水平的提高而得以实现。燃烧排放方面国内研制的加热器总体排放不高，但部分产品尤其是蒸发雾化式存在燃烧室积炭的现象，热效率也有定的提高空间。今后需要在助燃空气流动组织和燃油雾化方面不断改进，如合理高效的助燃空气导流结构，各级进气孔的布置方案，研究新的燃油雾化方法等。另外还可以改进换热器的结构，通过提高高温燃气与换热介质水或者空气的换热效率来提高加热器的总体热效率。换热器的结构改进主要包括换热片的形状和布置方式，但燃气在其中的流动阻力不能太大，否则排气不畅，导致燃烧恶化。总之，提高燃烧器的燃烧效率和降低排放关键要在燃烧器结构和燃油雾化混合上做文章，以上各方面有望借助于新兴的数值模拟技术结合先进的试验手段较快地实现，本次的汽车加热器燃烧器设计和燃烧雾化结构分析及改进就是遵循这样种思路完成的。.课题主要研究内容本设计基于河北宏业系列燃油加热器为研究对象。首先对加热器进行了原理分析，并对黄海客车车厢热负荷计算合理匹配加热器，以摸清这些因素对加热器性能的影响，合理选择水泵高压油泵合理的进风量，然后对加热器进行了尺寸调研分析，换热管的方案分析设计了不同规格的尾气换热器并进行了试验对不同情况的加热器安装方案进行分析对油嘴分别进行了不同喷油角度不同喷油锥体不同喷油量的分析，优化它们对加热器性能的最佳影响情况。最后对加热器所产生的燃烧污染物进行分析处理提出建议。第章车用加热器简介车用加热器历经近百年的发展，经历了几个不同的发展阶段，从最初的余热式到现在的独立燃烧式，产品种类越来越丰富，技术也越来越先进。汽车供暖设备按所使用的热源可分为非独立式供暖系统和独立式供暖系统。非独立式供暖系统也称余热式供暖系统，热量来自于汽车发动机的冷却热水或废气。独立式供暖系统即汽车加热器的工作独立于发动机，有自己单独的供风供油和控制装置。目前，国内加热器也逐渐成熟，形成了多个品牌，多种系列的产品。.车用加热器工作原理车用加热器主要由五部分组成，包括控制系统燃料供给系统配风系统燃烧系统和热交换系统。控制系统的功基于,河北,宏业系列,燃油,加热器,设计,毕业设计,全套,图纸第章绪论.课题研究前景随着社会的不断发展，人们对乘坐汽车的舒适性安全性要求越来越高，作为独立热源的加热器得到了越来越广泛的应用。在我国东北和西北寒带地区，冬季室外温度般会