汽油和柴油在直喷压缩点火发动机中的喷雾和燃烧特性.doc

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1、汽油和柴油在直喷压缩点火发动机中的喷雾和燃烧特性摘要在配备了共轨喷射系统的直喷压缩点火发动机中来测试柴油和汽油的燃烧特性。在非蒸发条件下和蒸发条件下观察光学发动机定容室喷雾演化。非蒸发条件下，汽油和柴油的液体渗透长度是相似的。汽油喷射表现出相对较大的喷雾锥角比柴油喷雾。然而，汽油喷射表现出显着较短的液体渗透长度和较窄的喷射角比柴油喷雾蒸发条件下。在相同燃料蒸发条件下无论注射压力如何变化最大的液体渗透长度是保持不变的。柴油机喷雾通过在32曲柄角度早期的喷射定时上死点后的长期的液体渗透长度的燃料撞击燃烧室形成的壁润湿。为了研究金属发动机性能和排放的光学引擎中的火焰特性进行了一系列的燃

2、烧实验，在一个喷射定时范围为上止点后0到40曲轴转角转速的低负荷条件下进行测试，在上止点附近注入时两个燃料之间在最大热效率是相似的。汽油燃烧产生大量的碳氢化合物，一氧化碳，氮氧化物，但与柴油燃烧相比有一个较低的烟尘排放量。然而，汽油燃烧的排放量通过早喷燃烧的预混合充量压缩点火有显著降。低直接燃烧的可视化显示，汽油燃烧主要是由预燃烧自然发光而柴油燃烧的发光主要归因于扩散燃烧发出的白炽光。然而，两种燃料都是通过早喷着火燃烧的预混合燃烧的化学发光为主。1.绪论压缩点火发动机是运输目的为最节能高效的引擎，它的开发很大程度上是由于其相对较高的压缩比和比较小的节流损失。然而，传统的柴油发动机

3、的氮氧化物和烟尘排放量相对较高。因此，许多人已在试图研究减少有害气体排放的同时保持热效率高水平的燃烧技术。许多研究人员已经发现均质充量压缩点火和预混合充量压缩点火是能使氮氧化和物和烟尘排放量同时减少的技术。预混合压燃燃烧采用以适度的早喷定时来改善燃烧相位可控性和较高的碳氢化合物和一氧化碳的排放量，而对于均值冲量压缩点火燃烧来说这是最具挑战性的问题。虽然先进的柴油机燃烧技术可以与热效率高，减少有害气体的排放，但是依然存在着在燃烧前的预混合气制备的问题。传统的柴油燃料，具有高的大于40的十六烷值，燃料在和空气正常混合之前极易自燃与并且点火延迟较短。此外，柴油的波动性不足以创造一个良好

4、的预混合气。Gasoline-likefuelsgenerallyhavepropertiesofhighvolatility汽油类的燃料一般有高波动性和良好的抗爆性。这些燃料已在高负荷运行性能和排放进行了广泛的测试。实验证明，汽油类的燃料已经在预混合压燃燃烧表现出了较长的点火延迟时间。汽油类的燃料可以在非常低的燃料消耗情况下，实现高负荷条件下非常低的氮氧化合物和碳烟排放。在压燃式发动机中进行喷雾特性的分析是一个重要的问题。Payri和他的同事最近用普通的共轨喷射系统研究了液体非蒸发条件下的汽油和柴油的注入速度和喷雾贯穿距离。他们报告说，汽油和柴油的喷雾的喷雾动量表现出非常相似喷

5、雾液体渗透长度和喷雾锥角。郑等人[进行了在一个高燃料压力和高温的恒定体积容器进行的的可视化汽油喷雾和燃烧的实验，他们报告说，汽油类燃料与柴油燃料相比具有较长的点火延迟和剥离长度。Itisvaluabletoinvestigatethephysicalmechanismandrelationshipforthesprayandcombustioncharacteristicsbecausemostengineresearchtodatehasfocusedontheimprovementofthefuelconsumptionandexhaustemissions.Inthisst

6、udy,thegasolineanddieselspraycharacteristicswereinvestigatedunderbothnon-evaporatingandevaporatingconditions.Theengineperformanceandemissionsweretestedwiththeinjectiontiming.Inaddition,thedirectcombustionvisualizationassistedunderstandingofthedifferentflamecharacteristicsinthegasolineanddiese

7、lcombustion这个研究对于研究喷雾和燃烧特性的物理机制和关系是很有价值的，因为大多数的研究都集中在对发动机的燃油消耗和尾气排放的改进上。在这项研究中，该发动机在非蒸发和蒸发的条件下进行了性能和排放的喷射定时测试，研究了汽油和柴油的喷雾特性。此外，可视化直接燃烧增加了人们对于汽油和柴油的燃烧时不同的火焰特性的了解，。2实验条件与实验步骤2.1宏观非蒸发喷雾可视化条件一种用于非蒸发喷雾的宏观光学诊断系统原理图如图a所示。液体渗透长度和喷雾锥角的定义是在图1a描述。通过Mie散