燃油-示踪剂激光诱导荧光法测量双燃料发动机缸内混合气分层

摘要

双燃料压燃(RCCI)是一种很有前景的发动机新型燃烧方式,能在小负荷到中高负荷范围内实现发动机高效清洁燃烧,为了将RCCI拓展到更高发动机负荷,需要对其缸内燃料分层和燃烧过程开展更深入的研究.本文在一台双燃料光学发动机上,采用燃油-示踪剂平面激光诱导荧光法(PLIF),对RCCI着火前的缸内燃油分层进行了定量测量,选用甲苯作为示踪剂,利用266nm脉冲激光来激发甲苯荧光,发动机转速1200r·min-1,平均指示压力为6.9bar,气道喷射异辛烷,缸内在上止点前10°喷射正庚烷.采用燃油-气体绝热混合假设,对PLIF测量结果进行了温度不均匀性修正,以上止点后5°曲轴转角时刻下的测量结果为例,不修正相比修正测试区域内的最大当量比高估15％,而最小PRF数则低估14.8％.根据测得的试验结果,利用Chemkin软件分析了活性,浓度和温度分层对燃烧滞燃期的影响,结果显示燃料的活性分层和浓度分层共同决定RCCI的着火滞燃期,其中活性分层的影响要大于浓度分层,而温度分层对着火滞燃期的影响很小.RCCI燃烧过程自发光的高速成像结果表明,着火过程首先出现在燃烧室边缘的高活性区域,随后火焰向燃烧室中心处的低活性区域发展,碳烟辐射光图像显示碳烟主要形成于燃烧室边缘的高活性区域.