柴油機斗笠狀噴霧燃燒系統燃燒過程的試驗研究.pdf

1、燃油噴霧碰壁作為中小型柴油機中不可避免地存在的現象，往往造成燃油沉積壁面，形成近壁濃混合氣，導致高的燃油耗及CO和HC排放。但噴霧碰壁合理利用可改善燃油霧化，促進油氣混合，從而降低燃油耗和排放。斗笠狀噴霧燃燒系統即是一種新型的基于此思想開發出的燃燒系統。本文采用試驗和計算方法，研究了二沖程柴油機采用該燃燒系統的燃燒、性能和主要因素的影響規律。 在高壓油泵試驗臺上，采用高速攝影技術和電控共軌燃油噴射系統，建立了噴霧特性試驗臺，測試

2、了斗笠狀噴霧的宏觀特性，研究了碰撞環尺寸、噴射壓力、碰撞距離等的影響。結果表明，當共軌壓力大于等于90MPa時，隨其上升，噴霧錐角上升，噴射后期貫穿距變化不大；碰壁明顯縮短噴射結束時刻噴霧行進的總距離，增大噴霧最大寬度；噴射壓力上升，碰壁后貫穿距離及噴霧最大寬度均上升；增加碰撞環高度，相同噴射時刻下，碰壁后貫穿距降低，噴霧行進的總距離增加，但噴射結束時刻仍低于自由噴霧的貫穿距，噴霧最大寬度下降。 將一臺1E150C型二沖程船用中

3、速柴油機的燃燒系統改為斗笠狀噴霧燃燒系統，建立了試驗臺，采用柴油和柴油－DMC混合燃料，進行了燃燒和性能試驗。利用測得的缸內壓力，計算了放熱率和累計放熱率。 燃用柴油的研究表明，在8×0.25、8×0.30、8×0.35及5×0.42四個噴油嘴中，8×0.30噴油嘴Nox排放最高，但是燃油消耗率及煙度最低，綜合性能最好。8×0.25噴油嘴在最大轉矩下具有擴散燃燒峰值大于預混合燃燒峰值的放熱規律；使用8×0.30噴油嘴，噴油嘴端伸

4、出量為2.5mm時，綜合性能較好；碰撞環外徑不宜過大；供油提前能夠改善煙度，但會升高Nox排放。啟噴壓力增大，燃燒始點推遲。啟噴壓力過高過低對性能都不利。掃氣壓力增大，則燃油消耗率、煙度及Nox排放均降低。轉速升高，則最大爆發壓力降低，預混合放熱峰值升高，擴散燃燒峰值降低。隨著負荷上升，Nox排放、煙度及排溫上升。 燃用柴油－DMC混合燃料的研究表明，采用含氧燃料能明顯降低碳煙排放，降低燃油耗，改善發動機工作平穩性。隨著DMC比