可視柴油機中柴油和甲醇的燃燒過程研究

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可視柴油機中柴油和甲醇的燃燒過程研究

使用原位光學和激光測量技術分別對可視高速直噴柴油機中的超低硫柴油（ULSD）和油菜籽甲酯（RME）的燃燒過程進行了研究，同時也研究了對煙塵處理的過程。應用高速成像技術研究了發光燃燒過程中噴射火焰空間分布、自然煙塵發光現象和煙塵形成與氧化過程。應用平面激光誘導發光（PLII）的方法對燃料發光燃燒后在缸內殘留的未氧化煙塵量進行了研究，同時還使用了時間分辨激光誘導發光（TR-LII）方法研究了膨脹沖程中煙塵顆粒大小的變化。與低硫柴油相比，RME的點火時間早，且其早期燃燒進程比低硫柴油更快。RME的火焰浮起長度（FloL）和煙塵第一外觀長度（SLoL）也較長。RME相對較長的FloL使其煙塵的形成過程時間減少。PLII的數據證實，RME可見光燃燒結束后缸內剩余煙塵的相對量較少。與低硫柴油相比，煙塵在排出發動機之前能夠在燃燒室內進行較好的氧化。所測得的缸內煙塵顆粒大小范圍在15～35nm，而且會隨著曲柄角的減小而減小。與低硫柴油相比，RME燃燒所產生的顆粒尺寸稍小。

高速圖像顯示，與ULSD相比，RME的點火時刻早，點火后RME的燃燒快。自然煙塵發光的空間集成數據顯示，RME燃燒過程中煙塵的排放量比ULSD的更低。這主要是由于這些燃料在成分和擴散燃燒特性上的差異而引起的。

與ULSD相比，RME的FloL和SLoL較長，噴霧與火焰壁的相互作用會引起渦結構，從而導致FloL的變化。TR-LII的測量結果顯示，煙塵顆粒的尺寸在15～35nm范圍內。與ULSD相比，RME所產生的煙塵顆粒尺寸相對較小。在膨脹沖程期間，RME和 ULSD所產生的顆粒尺寸都有所減小。

PLII方法所獲得的煙塵體積分數顯示，RME的可見光燃燒后缸內未氧化煙塵量比ULSD少。由于芳烴含量不足以及相對較長的FloL，因此RME整體的煙塵形成減少了。

刊名：Fuel（英）

刊期：2014年第118期

作者：Barbara Menkiel et al

編譯：王維