Abstract
在近二十年來有關內燃引擎燃燒問題的研究之中，有兩大重點研究方向︰燃燒效率的提升、以及伴隨產生的排氣污染問題。許多研究結果指出，可燃氣成份、壓縮比、引擎轉速、進氣壓力、排氣壓力、壓縮前汽缸內氣體溫度、空氣溼度、空燃比、油氣分布..等均對汽缸內燃油燃燒之速度、效率有顯著的影響，而其中除了油氣於進氣歧管、汽缸中的分布細微結構尚缺乏充足的實驗量測數據之外，其餘部份的研究均已臻至成熟階段。 本文以真實四行程機車之引擎幾何尺寸為藍本，壓克力材料製作實體模型，並置入噴嘴，以噴霧模擬引擎運轉於進氣衝程時，進氣道中，由噴油嘴到燃燒室、乃至於汽缸內的雙相流霧化模式。實驗參數為噴嘴噴射壓力、噴油週期與進氣道之進氣速度，欲以進氣道內油霧粒徑分佈之定量數據、油霧以及壁溼現象的定性觀察，找出其與汽缸內噴霧燃燒特性的關係。 研究成果包含開放空間噴嘴噴霧特性與進氣道內噴霧流場量測兩大部分。經由觀察、量測驗證與討論可發現，本研究採用之雙噴流實心式壓力噴嘴，其總體噴霧特性可視為雙束噴流彼此耦合、交互影響後所產生的結果，在分析上可將其分為雙噴流交互作用區以及單噴流區，其中總體噴霧外圍部份由個別噴霧特性支配，靠近中心軸附近則為兩噴霧重疊區域，在彼此相互沖激下，該區是噴霧特性擾動量與油霧粒徑值最大之處。 進氣道內，噴霧發展初期未受管壁影響，仍遵循開放流場中粒徑以及速度擾動之分布模式；越往下游發展，當進氣道開始轉彎時，噴霧與管壁嚴重接觸，輔以進氣氣流的作用，大部分之油霧附著於管壁上後便不再反彈，而直接形成油膜，這些油膜隨後即沿著管壁、燃燒室壁面順勢流往汽缸內壁，因而真正進入汽缸內的油霧十分稀薄，無法以PDA進行噴霧特性量測。 本研究已初步突破PDA量測系統應用於圓管流量測時所面臨之困難，成功獲取進氣道內一維噴霧特性分布資料，此經驗與所獲得之寶貴數據將可供後人進行相關研究時之參考。