燃油閃急沸騰噴射改善柴油機燃燒與排放的試驗研究.pdf

1、隨著全球能源短缺日趨嚴重與排放法規(guī)的日漸嚴格，作為能源消耗主體和環(huán)境污染主要來源的內(nèi)燃機受到極大的關注。而均質(zhì)充量壓縮燃燒技術(Homogeneous Charge Compression Ignition)作為一種新型的燃燒方式，已得到了內(nèi)燃機界的廣泛重視而成為研究的熱點。
　　 由于柴油具有高粘度、低揮發(fā)性、低自燃溫度的特性，要在有限混合時間內(nèi)，特別是在大供油量的高負荷情況下，使柴油和空氣迅速形成相對均勻的混合氣是十分困難的

2、。為了克服柴油超高壓（＞185MPa）和超細噴孔（＜100μm）噴射所帶來的諸多技術和經(jīng)濟上的障礙，有必要探索強化柴油混合率的新技術途徑。實際上，提高柴油均質(zhì)預混合氣制備率，拓展柴油機在均質(zhì)壓燃、低溫燃燒模式下運行的負荷和轉(zhuǎn)速范圍，已成為柴油HCCI燃燒研究的關鍵技術問題。
　　 本文提出了利用高溫柴油閃急沸騰噴射效應來強化柴油噴霧蒸發(fā)與混合，使之適應柴油HCCI均質(zhì)預混合氣制備需要的新思路。為了證實研究思路的可行性，探討高溫柴

3、油閃急沸騰噴射的油滴破碎和霧化強化機理，分析其強化混合過程的具體細節(jié)，本文首先建立了準穩(wěn)態(tài)噴霧可視化試驗臺，采用激光粒度測試儀研究了高溫柴油閃急沸騰噴射對燃油索特平均直徑（SMD）的影響。通過對不同噴油壓力、不同燃油溫度的柴油噴霧SMD分布的對比分析，在一定程度上揭示了柴油閃急沸騰噴霧的微觀特性，證實高溫柴油閃急沸騰噴射霧化的確具有減小燃油液滴直徑，改善噴霧霧化混合的作用。
　　 為了開展高溫柴油HCCI燃燒的實機試驗研究，以Z

4、S195單缸直噴式柴油機為原型機，設計安裝了泵后高壓油管加熱與溫控系統(tǒng)，并對燃油供油系統(tǒng)進行了必要的改造。利用搭建的專用試驗臺架，在其上開展了不同柴油溫度對發(fā)動機燃燒與排放影響的試驗研究。研究表明，高溫柴油閃急沸騰效應對發(fā)動機燃燒性能與排放特性具有顯著的影響，通過對試驗數(shù)據(jù)的綜合分析，得到了明顯改善受試發(fā)動機燃油經(jīng)濟性和污染物排放的最佳燃油溫度范圍。但燃油溫度過高時，由于實際噴油滯后角增加過大，致使后燃增加，燃燒惡化，燃油消耗率和污染物