噴霧撞熱壁方式制備柴油準(zhǔn)均質(zhì)混合氣的試驗研究.pdf

1、均質(zhì)壓縮著火(HCCI)燃燒方式能實現(xiàn)氮氧化物排放及煙度的同時大幅降低，又可以保持較高的運(yùn)行效率，被認(rèn)為是極具潛力、可以滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)要求的新型燃燒方式。然而對于柴油燃料的HCCI燃燒，如何制備均質(zhì)混合氣仍是要解決的重要問題之一。本文進(jìn)行了柴油噴霧熱撞壁試驗，并采用噴霧熱撞壁方式在發(fā)動機(jī)臺架上制備了準(zhǔn)均質(zhì)柴油預(yù)混和氣，在此基礎(chǔ)上開展了柴油熱撞壁方式制備柴油準(zhǔn)均質(zhì)預(yù)混和氣優(yōu)化研究。 建立柴油噴霧熱碰壁試驗系統(tǒng)，并利用高速攝

2、影技術(shù)研究了油束撞壁高度（h）、油束入射角度（θ）、熱壁面溫度（Tw）以及加熱功率等參數(shù)對撞壁噴霧霧化過程的影響。試驗發(fā)現(xiàn)，高溫壁面的熱輻射能夠促進(jìn)著壁前噴霧前鋒的霧化和蒸發(fā)；當(dāng)壁面溫度超過200℃后，撞壁柴油噴霧開始明顯霧化，噴霧投影面積大幅度增加；當(dāng)壁面溫度處于260～360℃范圍時，隨壁面溫度升高，噴霧投影面積變化不大，但噴霧內(nèi)部濃度分布更加均勻；當(dāng)壁面溫度超過360℃后，噴霧投影面積開始降低，但噴霧內(nèi)部濃度分布也比較均勻。當(dāng)Tw

3、 在340～380℃范圍時柴油撞壁油束霧化效果較好。壁面加熱功率會改變噴霧撞壁瞬時壁面溫度的降低程度，從而影響噴霧撞壁后的發(fā)展過程，綜合功率需求和噴霧霧化發(fā)展的影響，壁面溫度Tw 為360℃時，加熱功率1.6W/cm2 熱壁面對促進(jìn)噴霧霧化更有效。 在發(fā)動機(jī)臺架上對壁面溫度、撞壁角度θ和噴油孔數(shù)的影響進(jìn)行了定量分析和優(yōu)化研究。定義燃油吸入比例β（進(jìn)入缸內(nèi)參加反應(yīng)的燃油量與供油量之比）來定量評價熱撞壁燃油的霧化比例；利用Nox 和

4、PM分析霧化燃油的均質(zhì)程度。通過改變噴油器噴孔錐角和噴油孔數(shù)研究了噴霧入射角度，燃油分布均勻性撞壁霧化質(zhì)量的影響。隨θ減小β增大，分析排放數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)θ為30°時噴霧均勻程度更好?？讛?shù)對β的影響與θ有關(guān)，θ為15°時孔數(shù)影響不明顯，θ為45°時適當(dāng)增多孔數(shù)可以增大β。噴孔數(shù)量增加有利于改善油束熱碰壁所得混合氣的均勻程度。 試驗中β隨Tw 升高而增加，但在Tw 超過360℃以后β增大速率減小。 采用熱壁式進(jìn)氣管方式制備準(zhǔn)均