低速稀薄燃燒工況下閃沸噴霧燃燒特性

孫 哲，崔明利，王鴻雨，李雪松，許 敏

(上海交通大學機械與動力工程學院，上海 200240)

面對嚴苛的排放法規以及油耗法規，汽車動力系統迎來史無前例的技術革命.眾多先進燃燒技術中均質稀薄燃燒被認為是未來革命性提升發動機熱效率、降低有害排放的主要技術路徑之一[1].稀薄燃燒利用較低的燃燒溫度可以降低熱損失，低溫富氧的環境可以抑制有害排放，有效改善燃燒效果[2-3].然而稀薄燃燒因為燃油稀薄、混合不均以及全局溫度較低，會導致著火困難，出現失火的現象，火焰傳播速度明顯降低，惡化發動機性能[4-5].為了穩定火核生成，可以利用高能點火建立更強的離子通道來增強燃燒的穩定性.然而，火核生成穩定并不能加速火焰傳播速度，特別在低速工況下，由于氣流作用較弱，等離子體無法有效傳播，火核生成也會受到限制[5-7].

閃沸噴霧已被認為是增強燃料與空氣混合并減少碰壁相互作用的方法.利用提升相應燃油溫度發生噴射瞬間的相變微爆閃急沸騰現象，可以有效增強霧化以及油滴蒸發，既可以減少壁膜生成的可能性，又可以增加噴霧傳播過程中的阻力，降低貫穿距，增強燃料與空氣的混合[8-9].更加均質的油氣混合可以有效優化燃燒過程，相關閃沸噴霧燃燒的研究均證實，開發閃沸噴霧燃燒系統在改善油氣混合、提升稀薄燃燒速度、提升熱效率方面擁有巨大潛力[10-11].

本論文研究利用一臺光學發動機通過加熱油……