火花點火直噴天然氣發動機的噴霧和燃燒過程分析

火花點火直噴天然氣發動機的噴霧和燃燒過程分析

壓縮天然氣（CNG）被認為是最有發展前景的替代燃料，并可能是火花點火發動機（SI）最干凈的燃料。CNG的高辛烷值允許高壓縮比，熱效率較高，且可獲得較低的排放。SI的直噴式（DI）技術顯著提高了發動機的容積效率，并減少了用于控制的節流閥使用。在低負荷和低轉速條件下，DI通過分層控制仍然可以使發動機正常運轉。這樣就可以使用極其稀薄的空氣-燃料混合物，從而降低燃油消耗。對于采用DI技術與CNG燃料的SI發動機的設計和優化，必須要研究DI壓縮天然氣的噴霧過程、點火概率、燃燒傳播過程。研究中，燃燒室是用可視化系統設計和建造的。CNG是利用汽油直接噴射（GDI）的噴射器噴射入燃燒室，并由噴射器附近的火花塞點燃。噴射器和火花塞的緊密排列，壓縮天然氣分層充氣后，火花塞進行放電點火。CNG噴霧過程和燃燒傳播過程通過數字圖像記錄并分析。

噴霧顯影過程由一個增強型CCD使用紋影攝像方法記錄，結果發現，噴嘴貫穿力明顯受噴射壓力影響。對于注入氣態燃料，因為沒有相比于液體燃料的蒸發過程，因此環境溫度對噴霧貫穿力和噴霧角度不再有明顯的影響。在相對較高的環境壓力條件下，注入的CNG都以很低的速度軸向和徑向噴出。

刊名：Mathematical and Computer Modelling（英）

刊期：2013年第57期

作者：Yu Liu et al

編譯：李曉娜