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可視柴油機(jī)中柴油和甲醇的燃燒過程研究

使用原位光學(xué)和激光測量技術(shù)分別對可視高速直噴柴油機(jī)中的超低硫柴油（ULSD）和油菜籽甲酯（RME）的燃燒過程進(jìn)行了研究，同時(shí)也研究了對煙塵處理的過程。應(yīng)用高速成像技術(shù)研究了發(fā)光燃燒過程中噴射火焰空間分布、自然煙塵發(fā)光現(xiàn)象和煙塵形成與氧化過程。應(yīng)用平面激光誘導(dǎo)發(fā)光（PLII）的方法對燃料發(fā)光燃燒后在缸內(nèi)殘留的未氧化煙塵量進(jìn)行了研究，同時(shí)還使用了時(shí)間分辨激光誘導(dǎo)發(fā)光（TR-LII）方法研究了膨脹沖程中煙塵顆粒大小的變化。與低硫柴油相比，RME的點(diǎn)火時(shí)間早，且其早期燃燒進(jìn)程比低硫柴油更快。RME的火焰浮起長度（FloL）和煙塵第一外觀長度（SLoL）也較長。RME相對較長的FloL使其煙塵的形成過程時(shí)間減少。PLII的數(shù)據(jù)證實(shí)，RME可見光燃燒結(jié)束后缸內(nèi)剩余煙塵的相對量較少。與低硫柴油相比，煙塵在排出發(fā)動(dòng)機(jī)之前能夠在燃燒室內(nèi)進(jìn)行較好的氧化。所測得的缸內(nèi)煙塵顆粒大小范圍在15～35nm，而且會隨著曲柄角的減小而減小。與低硫柴油相比，RME燃燒所產(chǎn)生的顆粒尺寸稍小。

高速圖像顯示，與ULSD相比，RME的點(diǎn)火時(shí)刻早，點(diǎn)火后RME的燃燒快。自然煙塵發(fā)光的空間集成數(shù)據(jù)顯示，RME燃燒過程中煙塵的排放量比ULSD的更低。這主要是由于這些燃料在成分和擴(kuò)散燃燒特性上的差異而引起的。

與ULSD相比，RME的FloL和SLoL較長，噴霧與火焰壁的相互作用會引起渦結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致FloL的變化。TR-LII的測量結(jié)果顯示，煙塵顆粒的尺寸在15～35nm范圍內(nèi)。與ULSD相比，RME所產(chǎn)生的煙塵顆粒尺寸相對較小。在膨脹沖程期間，RME和 ULSD所產(chǎn)生的顆粒尺寸都有所減小。

PLII方法所獲得的煙塵體積分?jǐn)?shù)顯示，RME的可見光燃燒后缸內(nèi)未氧化煙塵量比ULSD少。由于芳烴含量不足以及相對較長的FloL，因此RME整體的煙塵形成減少了。

刊名：Fuel（英）

刊期：2014年第118期

作者：Barbara Menkiel et al

編譯：王維