柴油及其替代燃料在共軌燃油噴射系統(tǒng)中的噴射及霧化性能

燃油的噴射和霧化特性對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能有重要影響，而石油燃料在未來(lái)幾十年面臨著耗盡的危機(jī)，尋找經(jīng)濟(jì)性好而又可持續(xù)使用的替代燃料尤為重要。分別對(duì)商用柴油、提取自廢棄食用油的生物柴油（B100）、20%生物柴油與柴油混合物（B20）及噴氣燃油的噴油和霧化特性進(jìn)行了研究。噴霧直徑和微粒尺寸分布通過(guò)儀器測(cè)量得到，噴霧貫穿距離和噴霧錐角通過(guò)高速攝像機(jī)構(gòu)獲得，試驗(yàn)在裝有高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)且使用單孔噴油器的柴油機(jī)上進(jìn)行，試驗(yàn)環(huán)境溫度為室溫條件，壓力為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。

試驗(yàn)結(jié)果表明，生物柴油及其與柴油的混合物較柴油而言，其噴油液滴尺寸更大，而噴氣燃油和再生柴油噴射液滴大小相似且都比柴油噴射液滴更小，原因是與柴油相比它們的粘度和表面張力都較小。增大噴油壓力會(huì)使噴油液滴變小，例如，將噴油壓力由30MPa提高到100MPa時(shí)，各種燃油的噴油液滴尺寸都降低50%。噴霧邊緣液滴直徑比噴霧中心的液滴直徑大，原因是燃油從噴嘴噴出，從噴油中心到噴油邊沿壓力下降較明顯，且距離噴嘴越遠(yuǎn)，噴油液滴直徑越大，原因是離噴嘴越遠(yuǎn)壓力越小。在較低的噴油壓力下，小液滴分布在較窄的區(qū)域內(nèi)且在該區(qū)域內(nèi)液滴直徑變化較小。通過(guò)對(duì)噴嘴貫穿距離的研究可知，燃料的密度、體積彈性模量和粘度對(duì)貫穿距離起到綜合作用。研究的4種燃料中，B100生物柴油貫穿距離最長(zhǎng)，同時(shí)噴油壓力越高貫穿距離越長(zhǎng)。例如，100MPa噴油壓力對(duì)應(yīng)的貫穿距離比30MPa對(duì)應(yīng)的貫穿距離長(zhǎng)40%。

刊名：Fuel（英）

刊期：2013年第103卷

作者：Pin-Chia Chen et al

編譯：張自雷