关键词:
柴油
松油
定容燃烧弹
MATLAB图像处理
喷雾特性
摘要:
随着能源危机,环境污染和越来越严格的排放法规的限制,节能减排已然成为当今世界范围内的热点问题,为提高燃油经济性和减少排放,寻找优良、高效、来源广泛的代用燃料,成为了内燃机领域研究的热点方向,也是柴油机亟待解决的问题。松油作为一种可再生的,来源广泛和制备容易的生物质燃料,具有较高的含氧量和热值,较低的沸点和粘度从而成为替代燃料的重要选择之一。在柴油机中,由于喷雾质量的优劣影响当空比的分布从而对着火、扩散燃烧速率、燃烧稳定性、燃烧温度和污染物排放等各方面燃烧排放性能产生较大影响。因此研究柴油—松油不同混比的喷雾特性对代用燃料的开发具有重要的意义。为了模拟真实的发动机环境,定容燃烧弹常被用来研究内燃机缸内喷雾燃烧过程的有效手段。本研究首先设计了压力和温度可调节、可实现纯喷雾和喷雾燃烧自由选择的定容燃烧弹,利用高压共轨喷油实验台和高速摄像机及同步控制,搭建了多功能定容燃烧弹喷雾测量系统。然后,运用MATLAB软件编程对喷雾图像进行处理,获得喷雾锥角、贯穿距离和喷雾发展相对面积等主要喷雾参数。在环境温度为25℃,不同环境背压(1MPa和2MPa),不同喷孔直径(0.14mm、0.17mm和0.20mm)的条件下,利用该系统研究了五种不同配比混合燃料(P0、P20、P40、P60、P100)在四个不同喷油压力(80 MPa、100 MPa、120 MPa、140 MPa)下的喷雾特性。实验结果表明:对同种配比燃料而言,在喷油压力、环境背压、喷孔直径相同情况下,喷雾贯穿距随着喷射时间而不断变大,最后趋于某个数值;喷雾锥角先快速增大,然后趋于稳定,最后略有下降;环境背压越高,喷雾锥角的变化越明显。在喷孔直径、环境背压、混合燃料配比相同的情况下,喷雾贯穿距、喷雾锥角距均随着喷油压力的升高而增大;但是喷雾贯穿距随着喷射压力越高,其升高的幅度越不明显。在喷孔直径、喷油压力、环境背压相同的情况下,混合燃料中松油的配比越高喷雾贯穿距增长越快,喷雾锥角也是增长越快;喷雾贯穿距大小为PO