火花点火直喷天然气发动机的喷雾和燃烧过程分析

火花点火直喷天然气发动机的喷雾和燃烧过程分析

压缩天然气（CNG）被认为是最有发展前景的替代燃料，并可能是火花点火发动机（SI）最干净的燃料。CNG的高辛烷值允许高压缩比，热效率较高，且可获得较低的排放。SI的直喷式（DI）技术显著提高了发动机的容积效率，并减少了用于控制的节流阀使用。在低负荷和低转速条件下，DI通过分层控制仍然可以使发动机正常运转。这样就可以使用极其稀薄的空气-燃料混合物，从而降低燃油消耗。对于采用DI技术与CNG燃料的SI发动机的设计和优化，必须要研究DI压缩天然气的喷雾过程、点火概率、燃烧传播过程。研究中，燃烧室是用可视化系统设计和建造的。CNG是利用汽油直接喷射（GDI）的喷射器喷射入燃烧室，并由喷射器附近的火花塞点燃。喷射器和火花塞的紧密排列，压缩天然气分层充气后，火花塞进行放电点火。CNG喷雾过程和燃烧传播过程通过数字图像记录并分析。

喷雾显影过程由一个增强型CCD使用纹影摄像方法记录，结果发现，喷嘴贯穿力明显受喷射压力影响。对于注入气态燃料，因为没有相比于液体燃料的蒸发过程，因此环境温度对喷雾贯穿力和喷雾角度不再有明显的影响。在相对较高的环境压力条件下，注入的CNG都以很低的速度轴向和径向喷出。

刊名：Mathematical and Computer Modelling（英）

刊期：2013年第57期

作者：Yu Liu et al

编译：李晓娜