使用滞后单次射策略在小口径直喷光学柴油发动机中燃烧空气——燃油混合气.docx

使用滞后单次喷射策略在***直喷光学柴油发动机中燃烧空气——燃油混合气
摘要
空气-燃料混合和燃烧在***直喷光学柴油机单一注射延迟策略的研究。注射压力的影响和时间分析基于in-cylinder放热分析、液体燃料和燃料蒸汽成像激光诱导激态络合物荧光技术,和燃烧过程可视化。排气管氮氧化物排放测量。结果表明,增加注射压力有利于烟尘的减少而增加氮氧化物的排放。注入时机导致同时减少碳烟和氮氧化物的排放与预混均匀压缩着火(HCCI)燃烧模式。气缸的蒸汽分布相对均匀,这证实了预混燃烧在当前研究的观察。这些燃烧的假设路径模式进行了分析和讨论了等价ratio-temperature图。
关键字
高速直接喷射(HSDI)柴油发动机; 
激光诱导荧光激发复合体(自燃)技术; 
均匀压缩着火(HCCI)燃烧; 
自然火焰光度
1、介绍
直喷(GDI)柴油发动机比汽油发动机间接注入提供更高的热效率和可靠性。例如,然而,废气排放氮氧化物(NOx)和可吸入颗粒物(PM)减少,以满足更严格的排放标准[1]。由于氮氧化物和PM排放权衡法规,传统柴油燃烧很难同时减少这两个排放。必须开发新技术来解决这个问题。
均匀电荷压缩点火(HCCI)概念是这样一个新技术以满足这些需求。HCCI燃烧第一次喷入[2]和[3]在二冲程SI发动机。结果表明,这是一个不同于传统的SI和CI燃烧新的燃烧方式。HCCI燃烧最初冷火焰燃烧化学反应发生在较低温度,其次是热的火焰燃烧[4]。然而,HCCI燃烧的点火过程极大地取决于燃料属性。
许多调查,I燃烧[5], [6], [7], [8], [9], [10], [11], [12]和[13]已经出版,但只有一些实际的技术实现了在商业柴油发动机。其中,调制动力学燃烧是一个滞后注入策略[14], [15], [16], [17], [18]和[19]。这个新的燃烧方式减少氮氧化物和烟雾,同时由于低温和预混燃烧减少了燃料消耗。可燃烧的操作范围扩大在后面的学****15]和第二代可燃烧系统开发。另一篇论文讨论了低温和预混燃烧实验和数值[16]。漩涡运动对燃烧过程的影响进行了分析通过KIVA热流测量和模拟。漩涡影响燃烧室的燃料分布与抑制HC形成由于更少的燃料蒸汽接触缸壁,减少火焰熄灭效果,并提高了热效率阻止火焰接触,活塞壁传热损失较小。这是显示增加进气压力,EGR率高,最高燃烧温度较低的注射时间和更彻底的预混燃烧。可燃烧的参数研究是由崔et al[18]。解决可燃烧可能被视为“high-EGR,滞后注入校准常规柴油燃烧,而不是pre-dominantly预混,HCCI-like燃烧过程”[19]针对单一注射策略。I燃烧模式,特别分析和假设路径等价比率和温度两种燃烧模式定性说明。等价比率和温度与烟尘和氮氧化物形成地图是非常有用的工具来分析低温燃烧机理[20]和[21]。降低火焰温度有助于减少积灰[20]和[21]。注射压力也扮演重要的角色在实现改善混合烟雾排放所示降低了先前的研究[22], [23], [24], [25], [26]和(27)。注射压力的增加导致最高功率的增加,减少燃料消耗,增加燃烧噪声,减少烟雾排放[22]。预混燃烧的水平显示减少增加注射压力和燃烧室中看到更多的均匀燃烧较高的注射压力[23]。注入压力越高[24],烟尘的平均体积分数在整个室被发现显著降低。注射压力的增加导致了快速燃烧,严重降低烟尘特别是在部分负荷和低发动机转速
没有排放的增加[26]。从这些研究中,它通常被认为,增加注射压力导致更好的混合燃料,降低烟尘排放,但NOx排放增加。
I燃烧,燃料混合过程中扮演着关键角色。激光诱导荧光激发复合体(自愿)技术是一种独特的技术,允许同时非侵入性的液相、气相分布的可视化滴或喷雾。这项技术最初是由梅尔顿[28],它被许多研究人员应用于发动机气缸空气-燃料混合过程进行调查。早期研究应用强度技术在发动机气缸是由巴兹利等。[29]。二维的图像取得了液相和汽相分布。调查发现在高压环境环境中非常强大。因此,所有获得的结果在氮气环境中,由其他研究人员使用强度采用后喷雾技术研究。可视化应用液体和蒸气燃料分布在一个HSDI柴油机是由崔et al发现的[30]。结果显示漩涡运动汽相分布的影响,同时影响小的液相。刚形成的汽相是燃油喷射喷雾的外围。HSDI光学引擎和现实中的强度测量活塞的几何形状是由马修斯等。(31)。同时液相与气相分布可视化为单个注入和多个注入策略。因为有很多文献对强度技术,这种技术的细节将不会讨论在当前工作。一些很好的描述关于这个技术参中可以找到。[28], [29], [30]和(31)。
燃烧可视化提供了定性的不同的喷射策略的影响。燃烧火焰光度成像通过使用光学引擎技术,已获得广泛使用[32], (33)