柴油机受控高雾化燃烧理论与直喷式柴油机'超ω——环山型燃烧室'设计与试验

摘要

理想的热力循环--卡诺循环理论指出,理想的最佳的燃烧过程为等压过程.而在现代柴油机燃烧工程中,存在着两大基本矛盾,这就是燃油喷雾的雾化细度、均匀度和扩散度与贯穿深度的矛盾;燃烧过程中始燃量与主燃量之间的矛盾.为了解决上述矛盾而采用进气涡流等措施后,又产生了涡流损失这一新的矛盾.柴油机燃烧室中燃油喷束的扩散和气化与空气形成混合气的过程,实质上是油雾与空气之间进行的动量传递、质量传递和热量传递的过程.能否控制组织燃油喷雾与空气之间的"三传"过程,是控制柴油机燃烧过程的决定性因素.在柴油机的燃烧室中存在着三大动量,即空气挤流动量,燃油喷束射流动量和燃烧冲流动量.设计合理的燃烧室结构是完成对三大动量的组织工作,控制"三传"过程是解决"三大"矛盾最重要的手段.为此,提出受控高雾化燃烧理论,并设计了超ω--环山型燃烧室.水模拟试验证明,这种新型燃烧室,具有较好的卷涡流场,有效地改善了柴油机燃烧的组织水平,又避免了一般强涡流燃烧室所导致的涡流损失.实机台架试验结果证明,这种新的燃烧理论和新型的超ω-环山型燃烧室已经较好地解决了前述的三大矛盾,实现了近似等压燃烧.