基于共軌系統(tǒng)噴射的生物柴油燃料噴霧特性和燃燒特性研究

基于共軌系統(tǒng)噴射的生物柴油燃料噴霧特性和燃燒特性研究

研究了生物柴油燃料在不同條件下，其在柴油機中的點火特性和燃燒特性。試驗條件包括高達極限壓力300MPa的噴射壓力，噴嘴孔的直徑分別為0.16mm和0.08mm兩種孔徑，還有燃料自身的一些特性如沸點、十六烷值、噴霧中的含氧量等。采用棕櫚樹中提取的植物油作為生物柴油的原材料，描述了噴霧蒸發(fā)過程的特性，采用氫氧化合發(fā)光技術(shù)測量點火情況和火焰燃燒長度。

試驗在一個恒定容積的容器中進行，用以模擬共軌系統(tǒng)噴射燃料時的靜態(tài)環(huán)境。恒定容積的容器中可以產(chǎn)生柴油機氣缸中典型的熱動力學(xué)環(huán)境。同時，試驗設(shè)備中配置了可以產(chǎn)生高達300MPa噴射壓力的高壓生成器，2個不同直徑的噴嘴以及響應(yīng)的噴射驅(qū)動器等控制器。為了獲得蒸汽狀態(tài)下噴霧的圖像，試驗中采用氙燈進行照射，以對容器內(nèi)部進行成像。

試驗結(jié)果表明，由于生物柴油燃料具有較高的沸點，所以相比柴油來說具有更長的液態(tài)持續(xù)時間。在噴嘴孔徑不同的情況下，0.16mm孔徑的點火范圍比0.08mm的點火范圍更大。在噴射壓力由100MPa增長到300MPa的過程中，由于燃氣的混合過程不斷增強，點火延遲時間得到了縮短，同時其更高的十六烷值和含氧量也使生物柴油燃料的點火延遲時間相比柴油更短。同樣，由于噴嘴孔徑的變小促進了燃料和空氣的混合，因而也獲得了同樣的結(jié)果。研究還發(fā)現(xiàn)，生物柴油燃料比柴油燃燒后產(chǎn)生的排放顆粒更少，主要在于生物柴油燃料具有更高的含氧量。

刊名：Fuel（英）

刊期：2013年第14期

作者：Olawole Abiola Kuti et al

編譯：吳玉杰