柴油及其替代燃料在共軌燃油噴射系統中的噴射及霧化性能

柴油及其替代燃料在共軌燃油噴射系統中的噴射及霧化性能

燃油的噴射和霧化特性對發動機性能有重要影響，而石油燃料在未來幾十年面臨著耗盡的危機，尋找經濟性好而又可持續使用的替代燃料尤為重要。分別對商用柴油、提取自廢棄食用油的生物柴油（B100）、20%生物柴油與柴油混合物（B20）及噴氣燃油的噴油和霧化特性進行了研究。噴霧直徑和微粒尺寸分布通過儀器測量得到，噴霧貫穿距離和噴霧錐角通過高速攝像機構獲得，試驗在裝有高壓共軌燃油噴射系統且使用單孔噴油器的柴油機上進行，試驗環境溫度為室溫條件，壓力為標準大氣壓。

試驗結果表明，生物柴油及其與柴油的混合物較柴油而言，其噴油液滴尺寸更大，而噴氣燃油和再生柴油噴射液滴大小相似且都比柴油噴射液滴更小，原因是與柴油相比它們的粘度和表面張力都較小。增大噴油壓力會使噴油液滴變小，例如，將噴油壓力由30MPa提高到100MPa時，各種燃油的噴油液滴尺寸都降低50%。噴霧邊緣液滴直徑比噴霧中心的液滴直徑大，原因是燃油從噴嘴噴出，從噴油中心到噴油邊沿壓力下降較明顯，且距離噴嘴越遠，噴油液滴直徑越大，原因是離噴嘴越遠壓力越小。在較低的噴油壓力下，小液滴分布在較窄的區域內且在該區域內液滴直徑變化較小。通過對噴嘴貫穿距離的研究可知，燃料的密度、體積彈性模量和粘度對貫穿距離起到綜合作用。研究的4種燃料中，B100生物柴油貫穿距離最長，同時噴油壓力越高貫穿距離越長。例如，100MPa噴油壓力對應的貫穿距離比30MPa對應的貫穿距離長40%。

刊名：Fuel（英）

刊期：2013年第103卷

作者：Pin-Chia Chen et al

編譯：張自雷