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发动机柴油和含有30%水分的燃料其燃烧过程对比

时间:2017-04-23 15:43 浏览次数:

  对存在于燃料内的水雾关于熄灭有怎样样的影响中止调查。同时,经过可视化熄灭的研讨对发起机的油耗、排放烟浓度、排气中的氮氧化物浓度等发起机的功用又有哪些的严重影响,从以下三方面中止了研讨:

1. 柴油和含有30%水分的燃料其熄灭进程对比;

2. 燃油温度对发起机功用的影响(运用含30%水分的燃料);

3. 不同含水量对发起机的影响(运用含20%、30%水分的燃料)。

一、可视化熄灭特性对比

在燃料中含有的水分,对其雾化或再微粒化会不会有影响;过热水蒸气与油雾间发作的化学反响对燃油成分能否有影响;由于其黏性的变化,熄灭所需氧含量量的添加,熄灭温度较初等对发起机的功用影响在本节熄灭特性中复杂引见。

下图爲可视化发起机(光学发起机)采集到的缸内火焰照片。在相反的实验条件下,变化燃油中的水分含量。如图所示,运用柴油的情况下火花核构成的位置在BTDC  10°CA,熄灭室的中心肠位,微弱的火花核经过周围可燃混合气的分散传达使赤黄色火焰充溢熄灭室。图1的(b)和(c)是运用了含有30%水分的燃油呈现出的火焰照片,很清楚初期火花核的构成位置比运用柴油时延迟5°CA,喷雾的雾化和混合气的构成较差,构成了壁面着火现象,在火焰周围看到未燃混合气的存在,初期火花核的辉度较暗,残光持续时间较长,火焰呈叠加状、密云状、无层次感,熄灭环境恶化。

含水燃料,在高温高压下水分发作热离解后,发作焰前反响加速构成初期缸内压力较高,混合气的活动性差很容易使大颗粒燃油密集化,构成不完全熄灭,由照片中看出碳烟以及颗粒物增多;同时,附着在气缸壁的燃油构成壁面着火构成冷却水温度异常,热效率降低,功率和扭矩下降,严重时会构成发起机致命缺点。

二、燃油温度对发起机功用的影响

燃料中的水分在熄灭进程中由于过热其黏性增大,对油粒的雾化和微粒化会,以及混合气的构成有何影响。在本节中,爲了鲜明对比,对其中一台发起机的油路中止加热保温处置,对比两台发起机的外特性。

图2爲只运用30%含水燃料时,不同的供油温度对发起机功用的影响。随着供油量的添加,两台发起机的功用均呈上升趋向,并没有由于供油温度的影响发作变化,甚至排气温度也基本分歧。但是排烟浓度却随着供油温度的降低猛烈添加。

由于供油温度的上升,熄灭初期构成呈预混合气量(可燃混合气)的增多,燃料温度的上升使燃油黏性增大,喷入气缸内的油雾平均粒子添加,再加下水分的热分解吸热,缸内油雾发作焰前反映的温度较低招致火花核着火温度较低、且相对集中,焰前反响时间变长,滞燃期变长,混合气构成不均布,熄灭不完全,排放烟浓度随供油量的增多而增多,即(未燃油气混合物)颗粒物浓度排放较高。

三、水分量的不同对发起机功用的影响

既然水分对发起机的功用有这麼大影响和作用,那终究放射多少水分或燃油中含有多少水分适合呢?在这里卖个萌,聪明的人早都看出来了!我们不时采用30%,或20%的水分含量中止对比实验,接上去验证这个含量能否合理。
发动机柴油和含有30%水分的燃料其燃烧过程对比
爲了添加尾气中NOx和颗粒物,需求使燃料中的水分(放射水分)过量添加,这样做的目的有两个:1.放射的水分可以降低熄灭温度,降低尾气NOX的含量;2.富氧的熄灭环境下,使其熄灭更充分,致使于完全熄灭。但是思索到燃油经济性,我们实验时采取持续喷水直至无法自燃,不能构成火花核无法熄灭爲止。并记载和对比后,其中在喷水20%----30%的条件下其燃油经济性已到最优形状,这时烟气浓度较低,发起机功用最优。比如喷油60mg/st时,发起机的迸发压力在Pe=0.6MPa左右。正如上图所示,在低负荷时,可采取20%水分含量的燃油;中高负荷时采用30%左右的水分含量燃油较爲合理。

结论

1.  运用20%-30%水分含量的燃油,或对缸内中止喷水熄灭时,加上良好的空气活动,比如运用发作涡流、挤流较多的活塞等,可以使燃油的消耗率降低10%左右。同时,由于其可燃混合气量的增多,熄灭加速,整个熄灭期大幅延伸;若将喷油延迟角延迟5°CA,由滞燃期构成的噪音和震动将会清楚降低,舒适性有所提升;

2.   含水燃油的熄灭火焰呈红褐色,熄灭温度较低,氮氧化合物的含量清楚添加。但由于水分较多,熄灭不完全使颗粒物和碳烟含量添加;同时,水蒸气的冷凝与热腐蚀对发起机的零部件磨损、防锈也构成很大程度损耗。

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