二甲醚和甲醇雙直噴噴霧燃燒特性的光學研究

摘要：為明晰高壓噴射條件下二甲醚和甲醇雙直噴的噴霧形態和火焰發展特性，通過高溫高壓定容燃燒彈，利用高速相機基于紋影法，對比研究了甲醇和二甲醚雙直噴的噴霧燃燒特性。實驗中，噴射壓力設置為60、80、100 MPa，環境背壓設置為0.2、4 MPa，環境溫度分別為500、800 K。背壓為0.2 MPa時，二甲醚的氣相和液相貫穿距以及噴霧投影面積小于甲醇；背壓為4 MPa時情況相反。但是，二甲醚液相噴霧貫穿距和噴霧面積所占的比例在同工況下均小于甲醇，即兩種背壓條件下二甲醚的霧化效果均比甲醇的好。隨著噴射壓力的增加，雙直噴噴霧的火焰浮起長度增加，噴射壓力為100 MPa時的火焰浮起長度較60 MPa時增加約26.42%，著火延遲期變長，KL因子的總和減少了44.05%；隨著二甲醚噴射延時的增加，兩種噴霧碰撞后形成的雙直噴噴霧發展變快，噴霧面積先變小后變大，燃燒火焰的著火延遲期變長。相比于同步噴射，二甲醚延遲1 ms噴射時火焰浮起長度增加8.34%，KL因子的總和下降26.12%。研究表明，增加噴射壓力和二甲醚噴射延時對于優化二甲醚、甲醇雙燃料發動機的噴霧與燃燒特性具有重要的促進作用。

關鍵詞：二甲醚；甲醇；閃急沸騰；噴霧特性；燃燒特性

中圖分類號：TK40 文獻標志碼：A

DOI：10.7652/xjtuxb202406014 文章編號：0253-987X（2024）06-0153-09

Optical Study of Dual Direct Injection Spray of Dimethyl Ether and

Methanol and Combustion Characteristics

NAN Tiantian1， XIAO Hongliang1， ZHANG Haitao1， HUANG Lümeng1，

CHEN Zhanming1，2， CHEN Hao1， HE Haibin2， WU Jie2

（1. Shaanxi Key Laboratory of New Transportation Energy and Automotive Energy Saving， Chang’an University，

Xi’an 710018， China; 2. Ningbo C.S.I. Power amp; Machinery Group Co.， Ltd.， Ningbo， Zhejiang 315020， China）

Abstract：In order to clarify the spray morphology and flame development characteristics of dimethyl ether （DME） and methanol dual direct injection under high injection pressure conditions， the spray and combustion characteristics of methanol and DME are compared and studied based on the schlieren method by using high-speed camera and high-temperature and high-pressure constant volume bomb. In the experiment， the injection pressure is set to 60 MPa， 80 MPa and 100 MPa， the ambient pressure is set to 0.2 MPa and 4 MPa， and the ambient temperature is 500 K and 800 K， respectively. The results show that under 0.2 MPa ambient pressure， the gas phase and liquid phase penetration distance and the spray projection area of DME are smaller than those of methanol， while the result is on the contrary under 4 MPa ambient pressure， but the proportion of DME liquid phase spray penetration distance and spray area are less than those of methanol under the same working conditions， that is， the atomization effect of DME is better than that of methanol under the two ambient pressure conditions. With the increase of injection pressure， the flame floating length of dual direct injection spray increases， and the flame floating length under 100 MPa injection pressure increases by about 26.42% compared with 60 MPa， the ignition delay period becomes longer， and the sum of KL decreases by 44.05%. With the increase of the DME injection delay time， the development of dual direct injection spray formed by the collision of the two sprays becomes faster， the spray area becomes smaller first and then larger， and the ignition delay period becomes longer， the flame floating length increases by about 8.34%. Compared with synchronous injection condition， DME injection with a delay of 1 ms has the lower soot formation and 26.12% higher KL formation. It is indicated that increasing the injection pressure and delaying the injection time of DME are beneficial to optimize the injection and combustion of DME and methanol dual fuel engine.

Keywords：dimethyl ether；methanol；dual-fuel；flash boiling； spray；combustion

甲醇（CH3OH）具有再生性好、易生產運輸、碳中性和燃燒清潔［1］等優點，其作為內燃機替代燃料受到了廣泛的關注。由于甲醇的汽化潛熱高、自燃溫度高［2］，在傳統的壓縮點火發動機中，甲醇很難作為唯一燃料直接使用。研究表明，在壓燃式發動機上使用甲醇時，可采取柴油/甲醇雙燃料燃燒的方式輔助甲醇的利用［3］。該方法通過進氣道噴射甲醇形成均勻的混合氣，柴油則在適當的曲軸轉角時噴射使混合氣點燃。文獻［2-4］研究了柴油/甲醇復合燃燒系統（DMCC），發現DMCC的指示熱效率高于純柴油，而氮氧化物和煙塵排放低于純柴油，但柴油/甲醇雙燃料發動機仍存在甲醇替代率低、運行范圍窄、非常規排放物高等缺點。研究證實，將甲醇噴油策略由進氣道噴射改為直噴是提高甲醇替代率和控制排放的有效途徑。Yin等［5］通過分析甲醇進氣道噴射和甲醇直噴兩種方式，對比研究了柴油/甲醇雙燃料發動機的燃燒和排放特性，研究發現，與甲醇進氣道噴射相比，甲醇直噴獲得了更可控和穩定的放熱速率。采用甲醇直噴時，甲醇替代率為96%，指示熱效率為41.55%。Wang等［6］研究了雙直噴柴油/甲醇擴散燃燒的燃燒和排放特性，研究發現，在柴油/甲醇雙直噴模式下，由于傳熱和排氣損失的減少，熱效率提高了10%。

綜上所述，甲醇直噴被認為是進一步優化柴油/甲醇雙燃料發動機燃燒和排放的有效途徑［7］。然而，面對脫碳問題，柴油是一種高碳燃料，不能實現碳中性的目標，而二甲醚（CH3OCH3）十六烷值高，自燃性好，并且其可再生性好，易儲存和運輸［8］，所以二甲醚被認為是最有前途的內燃機替代燃料。將二甲醚與甲醇以雙直噴方式混燒，一方面可以使難以自燃的甲醇被二甲醚點燃，另一方面甲醇噴霧蒸發可以降低燃燒溫度，進而降低NOx和碳煙的排放［9］。同時，采用雙燃料雙直噴的燃料噴射策略，可靈活調控缸內混合氣的形成，對于優化燃燒過程和降低排放具有重要意義。此外，二甲醚和甲醇同為碳中性燃料，混合燃燒可實現內燃機的零碳排放。但關于甲醇和二甲醚雙直噴的研究甚少，尤其是在高噴射壓力、閃急沸騰條件下的噴霧和燃燒特性尚需進一步明晰，本文采用光學方法研究了二甲醚/甲醇雙直噴在定容燃燒彈中的噴霧發展和燃燒特性，研究結果可為二甲醚和甲醇在發動機上的高效應用提供理論基礎。

1 實驗裝置及方法

1.1 實驗系統的建立

為了研究二甲醚和甲醇雙直噴的噴射和燃燒特性，在傳統定容彈的側窗上安裝了一個水平噴射器，該噴射器連接二甲醚高壓共軌燃油供給系統，而原來的垂直噴射器連接甲醇高壓共軌燃油供給系統，兩個高壓共軌燃油供給系統的噴射壓力調節范圍為0～200 MPa。滿足實驗條件下高壓噴射壓力為60～100 MPa 的要求，實驗系統示意圖如圖1所示。

圖1中實驗系統由彈體、雙燃油噴射系統、進排氣系統、圖像采集系統和控制系統5部分組成。控制系統主要由壓力控制系統和溫度控制系統組成，通過調節電加熱絲的加熱開度，可以精確控制定容彈的環境溫度。通過控制進入容彈的空氣和N2，使環境壓力保持在0.2～4 MPa范圍內。雙燃油噴射系統使用兩個電子控制單元（ECU）來精確控制油軌壓力、噴射時間、脈沖寬度和頻率，以此達到控制頂部和側面噴油器的同步、異步噴射的目的。圖像采集系統采用高速攝像機拍攝二甲醚、甲醇噴霧和火焰，實現可視化研究。本文采用Fastcam mini AX200高速相機，為了兼顧拍攝速度和分辨率，實驗中拍攝速度設置為20 000幀/s，分辨率設置為512×512像素。高速攝像機的圖像比例尺通過標準坐標紙標定為4.2像素/mm。本文使用的相機控制軟件是Photron Fastcam Viewer 4.0 （PFV4.0），通過PFV4.0對噴霧和燃燒過程的圖像進行保存，利用千兆以太網接口與高速攝像機進行通信，從而將圖像下載到本地。

1.2 實驗方法

本文首先根據紋影法［10］采集二甲醚和甲醇的噴霧和燃燒圖像，然后利用Photoshop、Matlab等軟件對噴霧和燃燒圖像進行處理，得到雙直噴噴霧的噴霧貫穿距和噴霧投影面積以及燃燒的KL因子、火焰浮起長度。由于二甲醚的十六烷值大，飽和蒸汽壓高，其噴霧更容易氣化和燃燒，因此在二甲醚/甲醇雙直噴策略實驗中，選擇延遲噴射二甲醚，可以使較難氣化的甲醇先在高溫容彈環境中氣化，然后再用二甲醚自燃的火焰點燃預先氣化過的甲醇，這時候的甲醇比同步噴射時更容易著火。由此可見，二甲醚噴射延時Δt對提高二甲醚/甲醇雙噴噴霧的霧化和燃燒起著至關重要的作用，其中Δt定義為開始噴射甲醇和開始噴射二甲醚之間的時間間隔。噴霧貫穿距分為液相、氣相噴霧貫穿距，分別定義為氣相、液相噴霧能從噴嘴口到達油束最遠端距離。噴霧投影面積同樣分為氣相、液相噴霧面積，即氣相、液相噴霧在徑向和軸向所達最遠距離形成的邊界所圍面積，是燃料與空氣霧化最直觀的體現［11］。由于高速攝像機的圖像以彩色圖像的形式存儲，所以雙直噴噴霧的火焰KL因子分布計算采用雙色方法來衡量［12-13］，KL因子與碳煙濃度有關［14］。由于不均勻性的影響，不同條件下KL因子的誤差和不確定度分別為5%～50%［15-17］。本文將噴嘴到火焰頂點的距離定義為火焰浮起長度［18］，該參數通常用來表征噴霧在燃燒過程中夾帶空氣的程度，是碳煙生成多少的重要衡量指標［19］。

本文設計了3組實驗來分析二甲醚/甲醇雙直噴的噴霧和燃燒特性，實驗條件如表1、2、3所示。第1組實驗比較了二甲醚和甲醇在不同環境壓力下的噴霧特性，第2組實驗研究了二甲醚/甲醇雙直噴噴霧在不同Δt、環境壓力下的噴霧特性，第3組實驗研究了二甲醚/甲醇雙直噴火焰在不同Δt、噴射壓力下的燃燒排放特性。

2 結果與討論

2.1 環境壓力對二甲醚/甲醇單噴噴霧特性的影響

二甲醚與甲醇在Pamb=0.2 MPa時的噴霧形態對比如圖2所示，可知甲醇的噴霧發展速度要比二甲醚快得多，這主要與燃料的密度、黏度和表面張力有關［20］。此外，甲醇噴霧呈現細而長的針狀，其噴霧外側的氣相組分較少，而二甲醚則相反，由于其噴霧外側氣相組分多而使噴霧羽流邊緣較光滑。這是因為二甲醚在Pamb=0.2 MPa［21］時已達到閃沸狀態，且閃沸噴霧在噴射初期具有噴射阻力［22］，所以二甲醚氣相組分較多，但噴霧貫穿距較小。

Pamb=0.2 MPa時，二甲醚與甲醇噴霧貫穿距對比和噴霧面積對比如圖3、圖4所示。由圖3、圖4可以看出，二甲醚液相噴霧貫穿距、噴霧面積占總噴霧貫穿距、面積的比例小于甲醇的，說明該背壓下二甲醚噴霧的氣化效果優于甲醇。相同噴射壓力下，甲醇的總噴霧貫穿距、面積始終大于二甲醚的，二甲醚的液相噴霧貫穿距、噴霧面積隨著時間的推移在一定范圍內上下波動，這導致二甲醚液相噴霧貫穿距、噴霧面積占總噴霧貫穿距、噴霧面積的比例隨時間的推移減小，但是甲醇的液相噴霧貫穿距、噴霧面積隨著噴射的持續而增大，這是由于隨著噴射的進行，甲醇液體燃料不斷從噴嘴噴出，新噴出的甲醇燃料不能及時氣化，導致液相的噴霧貫穿距和噴霧面積變大，并且其所占總噴霧貫穿距和噴霧面積的比例也增大。

Pamb=4 MPa時，二甲醚與甲醇單獨噴射的噴霧發展情況如圖5所示，可知二甲醚的噴霧發展速度要快于甲醇。當噴射時間為2 ms時，二甲醚噴霧已完全汽化，而甲醇噴霧中仍有一些液相成分，這是因為二甲醚的飽和蒸汽壓高于甲醇，在相同背壓條件下，二甲醚噴霧比甲醇更容易汽化。

Pamb=4 MPa時，二甲醚和甲醇噴霧貫穿距對比、二甲醚和甲醇噴霧面積對比如圖6、圖7所示。從圖6可以看出， 二甲醚和甲醇在Pamb=4 MPa時的噴霧貫穿距隨噴射時間的變化與其在Pamb=0.2 MPa時的變化趨勢相同，但是在Pamb=4 MPa時，相同噴射壓力下二甲醚的氣相噴霧貫穿距始終大于甲醇，這與圖5的趨勢一致。而圖7中的噴霧面積變化趨勢與圖6的噴霧貫穿距變化相對應，二甲醚的氣相噴霧面積遠遠大于甲醇的，但二者的液相噴霧面積占總噴霧面積的比例隨噴射時間的推移而減小，在噴射時間為2 ms時，二甲醚減小到0%，而甲醇則減小到57%，這進一步說明了二甲醚噴霧的氣化狀態比甲醇好。

2.2 環境壓力對二甲醚/甲醇雙直噴噴霧特性的影響

在Δt=0時研究環境壓力為0.2、4 MPa對二甲醚/甲醇雙直噴噴霧特性的影響，如圖8所示。

由圖8可以看出，隨著環境壓力增加，二甲醚和甲醇噴霧羽流的撞擊時間變晚，兩種燃料的噴霧形態也由針狀變為羽毛狀，噴霧錐角明顯增大。當Pamb=0.2 MPa時，由于其背壓較小，碰撞損耗的動能少，因此兩噴霧碰撞呈現貫穿趨勢，雙直噴噴霧斜向下發展；當Pamb=4 MPa時，兩噴霧的碰撞呈現聚合趨勢，使雙直噴噴霧向下穿透，這是由于此時二甲醚噴霧幾乎已經全部氣化，對甲醇噴霧運動軌跡幾乎無影響。與兩種燃料分別單噴對比，二甲醚/甲醇雙直噴噴霧的霧化質量明顯更好，這是因為二甲醚和甲醇液滴在碰撞時開始相互作用，產生強烈的湍流［23］，前期高動能液滴碰撞后油束動能耗散，噴霧液滴之間發生聚合，液滴的不斷聚合使噴霧羽流逐漸變大，進而使兩種不同的燃料與空氣混合的更加充分。

2.3 Δt對雙直噴噴霧特性的影響

在Pamb=4 MPa、Pinj=80 MPa的條件下，對比了Δt為0、0.4、0.8 ms時的噴霧特性，如圖9、圖10所示。

由圖9可以看出，隨著Δt變大，甲醇單獨氣化的時間越長，其噴霧羽流的氣化程度變高，因此在噴霧對撞時，甲醇更容易被二甲醚沖散，使得雙直噴噴霧扭曲成鉤狀的程度增加，噴霧發展的更快并且其氣相組分變多。從圖10可以看出，在噴射前期，隨著Δt的增加，雙直噴噴霧的噴霧面積減小，而在噴射后期，Δt越大，雙直噴噴霧的噴霧面積越大。這是由于Δt越大，二甲醚越晚噴射，使得總噴霧面積在噴射前期減小，而延遲時間越長，兩種噴霧碰撞后發展的越快，使得雙直噴噴霧發展迅速，進而超過Δt較短時的噴霧面積。這說明Δt的增加可以提高雙直噴噴霧氣化效果。

2.4 甲醇/二甲醚雙直噴在不同Δt和噴射壓力下的燃燒特性

甲醇/二甲醚雙直噴噴霧在Pinj=100 MPa時，同步噴射和二甲醚單獨噴射的燃燒火焰形態如圖11所示。由圖11可以看出：火焰先出現在橫向噴射的二甲醚，然后再引燃垂直噴射的甲醇，進而斜向左下發展，這是由于兩種噴霧對撞產生湍流，使得左下角的噴霧與空氣混合較好，比純二甲醚噴霧和純甲醇噴霧更易燃燒；隨著時間的推移，火焰偏離豎直方向的角度變小，并且自發光強度變弱，這是由于未和二甲醚碰撞的甲醇沿著豎直方向往下運動，影響了火焰的發展和方向；2.2 ms時雙直噴噴霧形成的火焰幾乎消失。

2.4.1 著火延遲期

著火延遲期是表征燃料燃燒的重要參數，著火延遲期過短不利于燃料混合，使得燃燒過程變差，適當延長燃燒著火延遲時間，可使燃油與空氣混合更充分，有利于減少碳煙排放［24］。Δt、Pinj對二甲醚/甲醇雙直噴著火延遲期的綜合影響如圖12所示，可知Δt越長，著火延遲期越長。這是因為甲醇的汽化潛熱較高，隨著Δt的增大，甲醇的蒸發和霧化程度更高，注入燃燒室的甲醇會在氣化和蒸發過程中吸收部分熱量，從而降低容彈溫度。同時，甲醇在擴散過程中吸入大量空氣，與二甲醚碰撞后吸入部分二甲醚，從而降低了二甲醚噴霧羽流內氧氣和二甲醚的濃度，阻礙了二甲醚的自燃。因此，甲醇蒸發引起的環境溫度下降和甲醇對二甲醚點火的抑制作用共同延長了著火延遲期［25］。隨著Pinj的增加，著火延遲期變長。主要是因為在較高的壓力下，甲醇噴霧獲得了較高的初始動能，使得更多的甲醇噴霧向二甲醚噴油器下部移動，甲醇對二甲醚自燃的抑制作用加強。結合噴霧相互作用可知，Pinj、Δt對二甲醚點火的影響取決于二甲醚/甲醇混合程度、二甲醚/空氣和甲醇/空氣混合程度。因此，通過合理調節Pinj、Δt，可以獲得最佳著火延遲期，改善二甲醚/甲醇雙直噴噴霧的燃燒特性。

2.4.2 火焰浮起長度

火焰浮起長度是影響柴油機燃燒排放特性的重要特性參數。一般來說，較長的火焰浮起長度會延長燃料與空氣的混合時間，改善油氣的混合質量，降低局部燃料空氣當量比，從而減少煙塵的產生，并且促進了已生成煙塵基團的氧化［19］。

火焰浮起長度隨Pinj、Δt的變化情況如圖13所示。由圖13可以看出，二甲醚與甲醇撞擊后產生了強烈的湍流擾動，促進了二甲醚/甲醇與二甲醚/空氣的混合，使得雙直噴噴霧迅速蒸發霧化，進而縮短著火延遲期和火焰浮起長度。

隨著燃燒時間的推移，大部分工況下火焰浮起長度先略有減小，然后迅速增大，最終達到穩定狀態。二甲醚自燃后，由于二甲醚前方噴霧與甲醇碰撞的一瞬間抑制了二甲醚的燃燒和火焰的發展，促使火焰沿著噴霧羽流向噴口方向擴散，而兩種燃料噴霧碰撞后迅速混合發展，使得火焰前端的噴霧比后端的更易燃燒，火焰沿正向迅速發展，直到穩定。當火焰浮起長度穩定后，Δt越大，火焰浮起長度越長，Δt=1 ms的火焰浮起長度比Δt=0 ms的長8.34%。隨著Pinj的增大，噴霧羽流穿透能力變強，在二甲醚自燃前噴霧貫穿距變長，因此火焰浮起長度變大，100 MPa下的火焰浮起長度比60 MPa大了26.42%。

2.4.3 KL因子

KL因子是描述煙塵濃度的參數，KL因子值越大，煙塵濃度越高［26］，不同Δt下火焰的KL因子如圖14所示。

由圖14可以看出，在所有噴射過程中，隨著二甲醚自燃，火焰中開始形成煙塵，KL因子的總和在增加，而在燃燒反應后期，燃料即將耗盡，燃燒反應變弱，煙塵生成減少，KL因子的總和減小。隨著Δt的增加，KL因子的總和明顯減小，延遲1 ms的KL因子比同步噴射工況下減少了26.12%。這是因為較長Δt延長了著火延遲期，使甲醇有更多的時間蒸發，降低了環境溫度，使得煙塵減少。同時，較長的Δt提高了燃料和氣體的混合質量，降低了局部燃空當量比，促進了預混燃燒，從而提高了燃燒放熱速率并降低煙塵排放［27］。KL因子的總和隨著Pinj的增加而顯著降低，100 MPa噴射壓力下的KL因子的總和比60 MPa 少了44.05%。高噴射壓力可以改善燃油的霧化效果，降低局部當量比，進而促進碳煙氧化，導致碳煙減少［26］。同時，在較高的噴射壓力下，甲醇的蒸發和霧化速度更快，部分甲醇不參與燃燒，這部分未燃燒的甲醇可以氧化生成的煙塵，從而減少整個燃燒過程中的煙塵［28］。綜上所述，通過適當調整二甲醚噴射延遲和噴射壓力，二甲醚/甲醇雙直噴燃燒過程中碳煙可大幅減少。

3 結 論

（1）Pamb=0.2 MPa時，二甲醚的氣相和液相貫穿距以及噴霧投影面積較甲醇的小，而Pamb=4 MPa背壓下呈現相反的趨勢。兩種工況下二甲醚液相噴霧貫穿距和噴霧面積所占的比例都小于甲醇。這說明兩種背壓條件下二甲醚的霧化效果都比甲醇好。

（2）二甲醚和甲醇噴射時的Pamb、Δt對優化雙直噴噴霧特性起著重要作用。在4 MPa背壓下，隨著Δt的增加，兩種噴霧碰撞后氣相組分變多，雙直噴噴霧發展變快，其噴霧面積先減小后增大，并且著火延遲期變大，火焰浮起長度變長，KL因子下降約26.12%，碳煙產生量減少。

（3）隨著噴射壓力的增加，雙直噴噴霧羽流的高度霧化促進了二甲醚和甲醇的燃燒，著火延遲期變長，火焰浮起長度增加。100 MPa噴射壓力下的火焰浮起長度較60 MPa增加約26.42%，KL因子的總和減少了44.05%。

參考文獻：

［1］姚春德， 姚安仁. 甲醇燃料的應用現狀及其展望 ［J］. 汽車安全與節能學報， 2023， 14（5）： 521-535.

YAO Chunde， YAO Anren. Review on methanol as fuel for engines and its future prospect ［J］. Journal of Automotive Safety and Energy， 2023， 14（5）： 521-535.

［2］WEI Hongyuan， YAO Chunde， PAN Wang， et al. Experimental investigations of the effects of pilot injection on combustion and gaseous emission characteristics of diesel/methanol dual fuel engine ［J］. Fuel， 2017， 188： 427-441.

［3］YAO Chunde， PAN Wang， YAO Anren. Methanol fumigation in compression-ignition engines： a critical review of recent academic and technological developments ［J］. Fuel， 2017， 209： 713-732.

［4］WANG Bin， YAO Anren， YAO Chunde， et al. In-depth comparison between pure diesel and diesel methanol dual fuel combustion mode ［J］. Applied Energy， 2020， 278： 115664.

［5］YIN Xiaojun， XU Leilei， DUAN Hao， et al. In-depth comparison of methanol port and direct injection strategies in a methanol/diesel dual fuel engine ［J］. Fuel Processing Technology， 2023， 241： 107607.

［6］WANG Yang， XIAO Ge， LI Bo， et al. Study on the performance of diesel-methanol diffusion combustion with dual-direct injection system on a high-speed light-duty engine ［J］. Fuel， 2022， 317： 123414.

［7］尹曉軍， 任憲豐， 欒建偉， 等. 甲醇替代率對甲醇/柴油雙直噴發動機性能的影響 ［J］. 西安交通大學學報， 2023， 57（9）： 71-78.

YIN Xiaojun， REN Xianfeng， LUAN Jianwei， et al. Effect of methanol energy substitution ratio on performance of methanol/dieseldual-direct injection engine ［J］. Journal of Xi’an Jiaotong University， 2023， 57（9）： 71-78.

［8］PARK S H， LEE C S. Applicability of dimethyl ether （DME） in a compression ignition engine as an alternative fuel ［J］. Energy Conversion and Management， 2014， 86： 848-863.

［9］胡春明， 馬建義， 何永輝， 等. 低壓空氣輔助噴射甲醇發動機冷起動試驗研究 ［J］. 內燃機工程， 2023， 44（2）： 64-72， 80.

HU Chunming， MA Jianyi， HE Yonghui， et al. Experimental study on cold start of a low pressure air assisted injection methanol engine ［J］. Chinese Internal Combustion Engine Engineering， 2023， 44（2）： 64-72， 80.

［10］ZHANG Xiaoteng， GENG Chao， MING Zhenyang， et al. Optical characterization of ethanol spray flame on a constant volume combustion chamber ［J］. Fuel Processing Technology， 2023， 250： 107928.

［11］HE Jingjing， CHEN Hao， CHEN Yisong， et al. Optical study on the spray and combustion of diesel cyclopentanol blend fuels on a constant volume chamber ［J］. Fuel， 2022， 315： 123171.

［12］CHEN Hao， SU Xin， HE Jingjing， et al. Investigation on combustion characteristics of cyclopentanol/diesel fuel blends in an optical engine ［J］. Renewable Energy， 2021， 167： 811-829.

［13］HOTTEL H C， BROUGHTON F P.Determination of true temperature and total radiation from luminous gas flames ［J］. Industrial amp; Engineering Chemistry Analytical Edition， 1932， 4（2）： 166-175.

［14］何旭， 馬驍， 吳復甲， 等. 生物柴油碳煙特性的可視化研究 ［J］. 內燃機工程， 2009， 30（2）： 1-5.

HE Xu， MA Xiao， WU Fujia， et al. Visualization investigation ofsoot characteristics of engine fuelled with biodiesel fuel ［J］. Chinese Internal Combustion Engine Engineering， 2009， 30（2）： 1-5.

［15］MUSCULUS M P B， SINGH S， REITZ R D. Gradient effects on two-color soot optical pyrometry in a heavy-duty DI diesel engine ［J］. Combustion and Flame， 2008， 153（1/2）： 216-227.

［16］HE Xu， LI Yankai， LIU Cong， et al. Characteristics of spray and wall wetting under flash-boiling and non-flashing conditions at varying ambient pressures ［J］. Fuel， 2020， 264： 116683.

［17］HE Xu， LI Yankai， SJBERG M， et al. Impact of coolant temperature on piston wall-wetting and smoke generation in a stratified-charge DISI engine operated on E30 fuel ［J］. Proceedings of the Combustion Institute， 2019， 37（4）： 4955-4963.

［18］鐘汶君， 顏飛斌， 相啟龍， 等. 正戊醇/正十二烷二元燃料著火及燃燒特性 ［J］. 內燃機學報， 2023， 41（2）： 123-130.

ZHONG Wenjun， YAN Feibin， XIANG Qilong， et al. Ignition and combustion characteristics of n-pentanol/n-dodecane binary fuel ［J］. Transactions of CSICE， 2023， 41（2）： 123-130.

［19］XUAN Tiemin， SUN Zhongcheng， EL-SEESY A I， et al. An optical study on spray and combustion characteristics of ternary hydrogenated catalytic biodiesel/methanol/n-octanol blends： spray morphology， ignition delay， and flame lift-off length ［J］. Fuel， 2021， 289： 119762.

［20］LI Gang， DAI Jiayi， LIU Zhien， et al. Optical study on spray， combustion and flame characteristics of nhexanol/diesel blends under various diesel engine-like conditions ［J］. Fuel， 2022， 325： 124941.

［21］TENG H，MCCANDLESS J C， SCHNEYER J B. Thermochemical characteristics of dimethyl ether-an alternative fuel for compression-ignition engines ［C］//SAE 2001 World Congress. Warrendale， PA， USA： SAE International， 2001： 2001-01-0154.

［22］LIU Xiao， YAO Xiaoxin， WANG Ze， et al. Single hole ammonia spray macroscopic and microscopic characteristics at flare and transition flash boiling regions ［J］. Applied Thermal Engineering， 2023， 235： 121443.

［23］ZHANG Zhenyu， ZHANG Peng. Cross-impingement and combustion of sprays in high-pressure chamber and opposed-piston compression ignition engine ［J］. Applied Thermal Engineering， 2018， 144： 137-146.

［24］SHAHRIDZUA N ABDULLAH I， KHALID A， JAAT N， et al. A study of ignition delay， combustion process and emissions in a high ambient temperature of diesel combustion ［J］. Fuel， 2021， 297： 120706.

［25］YANG Ziming， FEI Chunguang， LI Yikai， et al. Experimental study of the effect of physical and chemical properties of alcohols on the spray combustion characteristics of alcohol-diesel blended fuels ［J］. Energy， 2023， 263： 126158.

［26］ZHANG Ji， JING Wei， ROBERTS W L， et al. Soot measurements for diesel and biodiesel spray combustion under high temperature highly diluted ambient conditions ［J］. Fuel， 2014， 135： 340-351.

［27］ZHANG Ji， JING Wei， FANG Tiegang. High speed imaging of OH* chemiluminescence and natural luminosity of low temperature diesel spray combustion ［J］. Fuel， 2012， 99： 226-234.

［28］ZHU Xinchang， LIU Shuai， WANG Zhong， et al. Study of the effect of methanol/biodiesel fuel mixtures on the generation of soot particles and their oxidation reactivity ［J］. Fuel， 2023， 341： 127632.

（編輯 趙煒）