柴油引燃掺氢-甲烷混合燃料发动机的燃烧特性

摘要

对引燃柴油能量比例为5%的甲烷-氢气双燃料燃烧中不同初始进气温度、氢能量比例以及喷射时刻对燃烧过程的影响进行研究.在接近上止点(TDC)时喷射甲烷-氢气-空气的混合气,并由先导柴油引燃.在初始进气温度为25℃和50℃下,研究了氢能量比例和喷气时刻对双燃料发动机着火延迟期、燃烧持续期和各阶段燃烧放热率的影响.通过高速摄像机记录燃烧过程的自然光度图像,计算每个自然光度图像对应的曲轴转角,并结合放热率(HRR)和放热率二阶导数(SDHRR)曲线识别出燃烧的阶段.结果表明:进气温度为25℃时着火延迟期随氢能量比例的升高先减小,在氢能量比例达到60%后有所增加,燃烧持续期随氢能量比例的增加,下降幅度为41%.进气温度为50℃时着火延迟期进一步下降,燃烧持续期显著降低.随着温度升高,燃烧放热阶段第一阶段、第二阶段占比逐渐增加,第三阶段占比逐渐减少,使得燃烧放热过程提前.