改裝直噴式柴油機(jī)中生物柴油的噴霧及燃燒特性研究.pdf

1、石油資源的不可再生性和環(huán)境要求的日益提高，使得發(fā)動機(jī)的清潔代用燃料受到世界各國的重視。生物柴油作為柴油機(jī)清潔代用燃料，具有無毒、可再生、可生物降解和無需改動現(xiàn)有柴油機(jī)結(jié)構(gòu)即可使用等優(yōu)點(diǎn)，近年來一直是研究的熱點(diǎn)之一。目前，針對生物柴油開展的研究工作主要集中在生物柴油及其添加劑對柴油機(jī)性能的影響以及生物柴油降低排氣污染物的機(jī)理研究等問題。對生物柴油噴霧燃燒過程的研究還不夠完善，尤其對燃料的著火、燃燒過程、以及各種因素對生物柴油噴霧燃燒過程的

2、影響還未進(jìn)行深入的研究。開展生物柴油噴霧燃燒機(jī)理的試驗(yàn)研究，可為清潔代用燃料生物柴油的進(jìn)一步推廣及應(yīng)用提供理論支持。因此，本文的研究工作是很有必要的也是很有意義的。 在介紹生物柴油發(fā)展的基礎(chǔ)上，較詳細(xì)分析了生物柴油物理化學(xué)性質(zhì)及其對發(fā)動機(jī)性能的影響。本文利用自行研制的噴霧燃燒多功能動態(tài)可視化試驗(yàn)裝置，對生物柴油與常規(guī)柴油的噴霧燃燒機(jī)理進(jìn)行了對比試驗(yàn)，并進(jìn)行了比較分析，得出的結(jié)論主要有：與0＃柴油相比，生物柴油噴油時刻較早一些，即

3、噴油延遲期短；兩種燃料噴出的四油束末梢均出現(xiàn)碰壁反彈現(xiàn)象，生物柴油的油束碰壁后反彈更加強(qiáng)烈一些，一部分隨渦流方向沿壁擴(kuò)展，一部分反向沿壁擴(kuò)散，與空氣混合并形成可燃混合氣；生物柴油自燃首先發(fā)生在燃燒室壁面邊緣部位即液態(tài)噴注前端的邊緣處，著火時刻比0＃柴油有所提前，著火延遲期變短，且燃燒速度比0＃柴油快，相同轉(zhuǎn)速時，生物柴油的燃燒區(qū)域的面積大于0＃柴油的燃燒區(qū)域的面積；生物柴油燃燒持續(xù)期延長，說明在擴(kuò)散燃燒階段生物柴油的擴(kuò)散燃燒速率要比0＃

4、柴油低。 本文還分析了燃料性質(zhì)、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和噴油壓力三種不同因素對生物柴油噴霧燃燒特性的影響，得出的主要結(jié)論有：混合燃料的噴霧貫穿距隨著生物柴油的增加而增強(qiáng)，生物柴油和0＃柴油的混合比例應(yīng)有個最佳混合比，最佳比例應(yīng)該介于0～20％之間，可使燃燒效率有所提高，滯燃期變短，燃燒時間縮短，熱效率得到提高；轉(zhuǎn)速的變化對生物柴油的噴霧特性影響甚小，生物柴油在高轉(zhuǎn)速工況時的燃燒區(qū)域的面積大于低轉(zhuǎn)速的燃燒區(qū)域的面積，燃燒速度也是高轉(zhuǎn)速工況時大