可视柴油机中柴油和甲醇的燃烧过程研究



可视柴油机中柴油和甲醇的燃烧过程研究

使用原位光学和激光测量技术分别对可视高速直喷柴油机中的超低硫柴油（ULSD）和油菜籽甲酯（RME）的燃烧过程进行了研究，同时也研究了对烟尘处理的过程。应用高速成像技术研究了发光燃烧过程中喷射火焰空间分布、自然烟尘发光现象和烟尘形成与氧化过程。应用平面激光诱导发光（PLII）的方法对燃料发光燃烧后在缸内残留的未氧化烟尘量进行了研究，同时还使用了时间分辨激光诱导发光（TR-LII）方法研究了膨胀冲程中烟尘颗粒大小的变化。与低硫柴油相比，RME的点火时间早，且其早期燃烧进程比低硫柴油更快。RME的火焰浮起长度（FloL）和烟尘第一外观长度（SLoL）也较长。RME相对较长的FloL使其烟尘的形成过程时间减少。PLII的数据证实，RME可见光燃烧结束后缸内剩余烟尘的相对量较少。与低硫柴油相比，烟尘在排出发动机之前能够在燃烧室内进行较好的氧化。所测得的缸内烟尘颗粒大小范围在15～35nm，而且会随着曲柄角的减小而减小。与低硫柴油相比，RME燃烧所产生的颗粒尺寸稍小。

高速图像显示，与ULSD相比，RME的点火时刻早，点火后RME的燃烧快。自然烟尘发光的空间集成数据显示，RME燃烧过程中烟尘的排放量比ULSD的更低。这主要是由于这些燃料在成分和扩散燃烧特性上的差异而引起的。

与ULSD相比，RME的FloL和SLoL较长，喷雾与火焰壁的相互作用会引起涡结构，从而导致FloL的变化。TR-LII的测量结果显示，烟尘颗粒的尺寸在15～35nm范围内。与ULSD相比，RME所产生的烟尘颗粒尺寸相对较小。在膨胀冲程期间，RME和 ULSD所产生的颗粒尺寸都有所减小。

PLII方法所获得的烟尘体积分数显示，RME的可见光燃烧后缸内未氧化烟尘量比ULSD少。由于芳烃含量不足以及相对较长的FloL，因此RME整体的烟尘形成减少了。

刊名：Fuel（英）

刊期：2014年第118期

作者：Barbara Menkiel et al

编译：王维