基于可視化的射流控制壓縮著火(JCCI)系統(tǒng)的特性研究.pdf

1、以“均質(zhì)預(yù)混合，低溫燃燒”為特征的內(nèi)燃機(jī)新型燃燒方式，結(jié)合了汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)減少了 NOx和PM的排放。為了解決這種燃燒方式中著火相位控制難問(wèn)題，課題組提出了射流火焰引燃柴油預(yù)混合氣的方法，稱為射流控制壓縮著火（JCCI）系統(tǒng)。
　　本文主要探究不同預(yù)燃室結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要有容積Vp、噴孔直徑d、長(zhǎng)徑比L/D對(duì)射流火焰和預(yù)混合氣燃燒過(guò)程的影響。本文所做的是實(shí)驗(yàn)研究，并且是在自主設(shè)計(jì)并搭建的定容燃燒彈可視化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上完成的。通

2、過(guò)紋影儀和高速攝影機(jī)配合，可以拍攝到預(yù)燃室噴出的射流火焰和射流火焰引燃甲烷與空氣預(yù)混合氣的過(guò)程。在射流火焰特性方面的研究中得出了以下結(jié)論。通過(guò)比較1.9mL和1.0mL預(yù)燃室后得出，1.9mL預(yù)燃室的長(zhǎng)度L要長(zhǎng)，火焰從火花塞傳播到預(yù)燃室噴孔所需的時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致射流火焰噴出時(shí)間晚。并且1.9mL預(yù)燃室內(nèi)部混合氣的物質(zhì)的量多，燃燒后產(chǎn)生的壓力大，導(dǎo)致射流火焰的貫穿距離和火焰面積大。通過(guò)比較1mm、2mm和3mm孔徑預(yù)燃室后得出，1mm孔徑預(yù)燃

3、室內(nèi)與定容燃燒彈之間的節(jié)流作用更強(qiáng)，預(yù)燃室內(nèi)的混合氣著火后，短時(shí)間內(nèi)預(yù)燃室內(nèi)部的壓力上升得更高，導(dǎo)致射流火焰噴出時(shí)刻提前以及貫穿距離和火焰面積更大。當(dāng)預(yù)混合氣的溫度比較低時(shí)，1mm孔徑預(yù)燃室會(huì)使射流火焰產(chǎn)生淬息，導(dǎo)致無(wú)法點(diǎn)燃定容燃燒彈內(nèi)的預(yù)混合氣。通過(guò)比較長(zhǎng)徑比1.0和2.0預(yù)燃室后得出，長(zhǎng)徑比1.0預(yù)燃室內(nèi)混合氣進(jìn)行燃燒化學(xué)反應(yīng)的時(shí)間要短，導(dǎo)致長(zhǎng)徑比1.0預(yù)燃室內(nèi)混合氣的燃燒不充分。在預(yù)混合氣燃燒特性方面的研究中得出以下結(jié)論。在射流火

4、焰內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生著火點(diǎn)，而著火點(diǎn)在定容燃燒彈的中心附近，與火花塞直接點(diǎn)燃相比，火焰?zhèn)鞑サ穆窂矫黠@減少了許多，并且由于射流火焰的湍流作用可以更加加快火焰的傳播速度。射流火焰引燃的預(yù)混合氣的壓力峰值和壓升率峰值明顯大于火花塞直接點(diǎn)燃。通過(guò)比較不同容積（1.0mL、1.9mL）和不同孔徑（2mm、3mm）的預(yù)燃室后得出，射流火焰的噴出時(shí)刻會(huì)影響預(yù)混合氣的著火時(shí)刻，并且在400K時(shí)，1.9mL預(yù)燃室和2mm孔徑預(yù)燃室引燃的預(yù)混合氣的壓力峰值和壓升率