燃料特性对压燃式发动机喷雾及燃烧过程影响的光学试验研究

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1、分类号：TK421+.5单位代码：10183研究生学号：2015422134密级：公开燃燃料特性对压燃式发吉林大学动机喷硕士学位论文雾及燃（学术学位）烧过燃料特性对压燃式发动机喷雾及燃烧过程影响的光学试验研究程影响OpticalTestResearchontheEffectsofFuelCharacteristics的光onSprayandCombustionProcessinCIEngine学试验研究作者姓名：于群赵于专业：动力工程及工程热物理群研究方向：内燃机工作过程优化与控制吉指导教师：孙万臣教授吉林培养单位：汽车工程学院大学2018年6月吉—————————————————

2、————燃料特性对压燃式发动机喷雾及燃烧过程影响的光学试验研究—————————————————————OpticalTestResearchontheEffectsofFuelCharacteristicsonSprayandCombustionProcessinCIEngine—————————————————————作者姓名：于群专业名称：动力工程及工程热物理指导教师：孙万臣教授学位类别：工学硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著

3、作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版

4、）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：硕士□博士学科专业：动力工程及工程热物理论文题目：燃料特性对压燃式发动机喷雾及燃烧过程影响的光学试验研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林大学南岭校区内燃机系能源与动力大楼312室（130025）作者联系电话：摘要燃料特性对压燃式发动机喷雾及燃烧过程影响的光学试验研究压燃式发动机具有良好的动力性和经济性，但NOx和碳烟排放较高。通过燃用含氧燃料、优化

5、喷油参数、引入EGR分层等方法，并借助先进的光学测试技术，多角度深入研究影响发动机燃烧和排放过程的核心问题，对实现压燃式发动机高效清洁燃烧具有重要意义。本文搭建了定容弹喷雾特性试验平台和光学发动机试验平台。借助高速摄像法综合研究燃料特性、喷油参数以及EGR分层对压燃式发动机喷雾特性、燃烧和碳烟排放过程的影响。主要研究内容分为三部分：1）制取煤基F-T合成柴油及其分别掺混5%碳酸二甲酯（D05）、10%碳酸二甲酯（D10）和15%正丁醇（B15）共四种燃料，在定容弹试验平台上进行燃料喷雾特性试验研究，分析燃料特性对贯穿距离、喷雾锥角和喷雾面积等喷雾特性参数的影响。2）在光学发动机中试

6、验研究喷油参数及燃料特性对于燃烧与火焰发展历程的影响规律。从特定燃烧时刻、不同曲轴转角、火焰面积和红色单通道火焰图像四个角度分析不同条件下的燃烧过程。揭示燃料含氧量及含氧官能团对燃烧特性的影响规律。3）利用双色法对燃烧火焰图像进行数值解析计算研究燃料特性、EGR率和EGR分层方式对燃烧过程温度场以及碳烟KL因子的影响，探究缸内燃烧过程中燃料氧组分和环境氧组分对燃烧及排放的复合协同作用机理。主要研究结论如下：1）定容弹喷雾特性试验结果表明，贯穿距离、近场锥角、远场锥角和喷雾面积均随喷油压力的增大而增大，适当提高喷油压力能够改善燃料雾化混合过程。F-T合成柴油中掺混含氧燃料DMC能够改

7、善燃料雾化效果；由于正丁醇黏度大，F-T合成柴油掺混15%正丁醇后，混合燃料雾化混合效果变差。2）喷油参数对火焰发展规律影响的试验结果表明，随着喷油压力增大，亮点状火焰减少，大面积的片状火焰增多，燃烧迅速，但滞燃期变化不大；随着喷油提前角的增加，着火滞燃期略有延长，着火点数量减少，火焰亮度降低，火焰面积几乎不变；随着喷油脉宽的增加滞燃期不变而燃烧持续期有所增加，着火点增多，火焰面积及火焰亮度增大，燃烧更加剧烈。3）不同燃料燃烧特性试验研究结果表明，随着DMC掺混比例的