基于共軌系統(tǒng)噴射的生物柴油燃料噴霧特性和燃燒特性研究

研究了生物柴油燃料在不同條件下，其在柴油機(jī)中的點(diǎn)火特性和燃燒特性。試驗(yàn)條件包括高達(dá)極限壓力300MPa的噴射壓力，噴嘴孔的直徑分別為0.16mm和0.08mm兩種孔徑，還有燃料自身的一些特性如沸點(diǎn)、十六烷值、噴霧中的含氧量等。采用棕櫚樹中提取的植物油作為生物柴油的原材料，描述了噴霧蒸發(fā)過程的特性，采用氫氧化合發(fā)光技術(shù)測(cè)量點(diǎn)火情況和火焰燃燒長(zhǎng)度。

試驗(yàn)在一個(gè)恒定容積的容器中進(jìn)行，用以模擬共軌系統(tǒng)噴射燃料時(shí)的靜態(tài)環(huán)境。恒定容積的容器中可以產(chǎn)生柴油機(jī)氣缸中典型的熱動(dòng)力學(xué)環(huán)境。同時(shí)，試驗(yàn)設(shè)備中配置了可以產(chǎn)生高達(dá)300MPa噴射壓力的高壓生成器，2個(gè)不同直徑的噴嘴以及響應(yīng)的噴射驅(qū)動(dòng)器等控制器。為了獲得蒸汽狀態(tài)下噴霧的圖像，試驗(yàn)中采用氙燈進(jìn)行照射，以對(duì)容器內(nèi)部進(jìn)行成像。

試驗(yàn)結(jié)果表明，由于生物柴油燃料具有較高的沸點(diǎn)，所以相比柴油來說具有更長(zhǎng)的液態(tài)持續(xù)時(shí)間。在噴嘴孔徑不同的情況下，0.16mm孔徑的點(diǎn)火范圍比0.08mm的點(diǎn)火范圍更大。在噴射壓力由100MPa增長(zhǎng)到300MPa的過程中，由于燃?xì)獾幕旌线^程不斷增強(qiáng)，點(diǎn)火延遲時(shí)間得到了縮短，同時(shí)其更高的十六烷值和含氧量也使生物柴油燃料的點(diǎn)火延遲時(shí)間相比柴油更短。同樣，由于噴嘴孔徑的變小促進(jìn)了燃料和空氣的混合，因而也獲得了同樣的結(jié)果。研究還發(fā)現(xiàn)，生物柴油燃料比柴油燃燒后產(chǎn)生的排放顆粒更少，主要在于生物柴油燃料具有更高的含氧量。

刊名：Fuel（英）

刊期：2013年第14期

作者：Olawole Abiola Kuti et al

編譯：吳玉杰