燃油閃急沸騰噴射改善柴油機(jī)燃燒與排放的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著全球能源短缺日趨嚴(yán)重與排放法規(guī)的日漸嚴(yán)格，作為能源消耗主體和環(huán)境污染主要來源的內(nèi)燃機(jī)受到極大的關(guān)注。而均質(zhì)充量壓縮燃燒技術(shù)(Homogeneous Charge Compression Ignition)作為一種新型的燃燒方式，已得到了內(nèi)燃機(jī)界的廣泛重視而成為研究的熱點(diǎn)。
　　 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(shí)間內(nèi)，特別是在大供油量的高負(fù)荷情況下，使柴油和空氣迅速形成相對(duì)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(xì)噴孔（＜100μm）噴射所帶來的諸多技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的障礙，有必要探索強(qiáng)化柴油混合率的新技術(shù)途徑。實(shí)際上，提高柴油均質(zhì)預(yù)混合氣制備率，拓展柴油機(jī)在均質(zhì)壓燃、低溫燃燒模式下運(yùn)行的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速范圍，已成為柴油HCCI燃燒研究的關(guān)鍵技術(shù)問題。
　　 本文提出了利用高溫柴油閃急沸騰噴射效應(yīng)來強(qiáng)化柴油噴霧蒸發(fā)與混合，使之適應(yīng)柴油HCCI均質(zhì)預(yù)混合氣制備需要的新思路。為了證實(shí)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(qiáng)化機(jī)理，分析其強(qiáng)化混合過程的具體細(xì)節(jié)，本文首先建立了準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)噴霧可視化試驗(yàn)臺(tái)，采用激光粒度測試儀研究了高溫柴油閃急沸騰噴射對(duì)燃油索特平均直徑（SMD）的影響。通過對(duì)不同噴油壓力、不同燃油溫度的柴油噴霧SMD分布的對(duì)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(shí)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(shí)機(jī)試驗(yàn)研究，以Z

4、S195單缸直噴式柴油機(jī)為原型機(jī)，設(shè)計(jì)安裝了泵后高壓油管加熱與溫控系統(tǒng)，并對(duì)燃油供油系統(tǒng)進(jìn)行了必要的改造。利用搭建的專用試驗(yàn)臺(tái)架，在其上開展了不同柴油溫度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒與排放影響的試驗(yàn)研究。研究表明，高溫柴油閃急沸騰效應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒性能與排放特性具有顯著的影響，通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的綜合分析，得到了明顯改善受試發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和污染物排放的最佳燃油溫度范圍。但燃油溫度過高時(shí)，由于實(shí)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