二甲醚著火滯燃期光電檢測與數(shù)值模擬研究.pdf

1、二甲醚(DME)是一種極具發(fā)展前景的石油替代燃料。本文以DME 在直噴式柴油機上的著火滯燃期為研究對象，通過開展數(shù)值模擬與試驗研究，探討了柴油機燃用DME 時，其著火滯燃期隨運行工況而變化的規(guī)律。 在廣泛閱讀國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上，首先就DME 的理化特性及其在內(nèi)燃機上的應(yīng)用、DME 著火滯燃期的模擬計算與試驗研究方法，以及光纖傳感器在發(fā)動機燃燒可視化研究中的應(yīng)用進行了綜合評述。 利用光導纖維的全內(nèi)反射傳光原理，自行研制了一

2、套適用于ZS195 單缸直噴式柴油機的光纖燃燒傳感器。該傳感器由采光探頭、傳光光纖、固定套筒和光電倍增管等組成，傳出的火焰光信號由數(shù)字存貯示波器進行數(shù)據(jù)存儲、記錄和顯示。發(fā)動機臺架試驗表明，利用該傳感器，可以較準確地對缸內(nèi)著火瞬間的火焰光信號進行測量，從而為發(fā)動機缸內(nèi)燃燒過程的觀測研究提供了有效的實驗手段。 利用自行研制的光纖燃燒傳感器，對ZS195 直噴式柴油機燃用DME 的著火燃燒過程進行了光電檢測，通過測取的光電信號與油管

3、壓力波信號的綜合分析，得到了不同運轉(zhuǎn)工況下的著火滯燃期。試驗結(jié)果對比表明，發(fā)動機空載時的滯燃期試驗結(jié)果與國外文獻報道的結(jié)果吻合較好。 進一步探討了DME 著火滯燃期的預(yù)測計算方法，采用氣相射流程序和CHEMKIN4.0 大型軟件包，分別就DME 著火過程中的物理滯燃期和化學滯燃期進行了計算，進而得到了二甲醚(DME)在直噴式柴油機中的著火滯燃期。在發(fā)動機空載工況，計算值與試驗結(jié)果在高轉(zhuǎn)速工況下吻合較好，但在低轉(zhuǎn)速時尚存在一定偏差