喷射孔数量对直喷柴油机性能和排放的影响



喷射孔数量对直喷柴油机性能和排放的影响

喷射孔的数量（INHN）决定了燃料喷雾的液滴尺寸和穿透深度，进而影响发动机的燃烧过程，而燃烧过程又对柴油机的性能和排放有着重要影响。试验采用Lombardini直喷柴油机，分析了不同INHN和发动机负荷下不同燃料的性能和排放特性。其中，喷射孔数量和尺寸分别为340×2（2个直径340μm的喷射孔，下同）、240×4、200×6和170×8；发动机负荷依据平均制动有效压力（BMEP）：12.5、25、37.5、50kPa；燃料为不同混合比例的生物柴油-柴油（如B5为生物柴油的含量为5%）。

试验结果表明：①对于CO和 HC，其排放量随着BMEP和INHN的增大而减小，原因在于BMEP的增大使得气缸内燃烧温度升高，喷射孔数量的增多使得燃料雾化程度高，点火延迟减小且燃烧充分；②NOx以及CO2的形成原因主要是高氧含量和高点火温度，而无论BMEP和INHN的增大或生物柴油含量的增加均对这两点起正向促进作用，导致了NOx及CO2排放的增加；③消光烟度（SO）随着BMEP的增大而增大，生物柴油含量的增加而减小（生物柴油含量的增加导致混合燃料中碳含量减少、氧含量增加），随着喷射孔数量的增加，SO先增大后减小，在喷射孔数量为4时达到峰值；④BSFC（制动燃油消耗率）随着BMEP的增加，所得到的制动能量远高于增加的耗油量。由于生物柴油的高密度和低热值，为得到相同的制动能量，生物柴油含量越高，其燃油消耗率越高。此外，低含量的生物柴油燃料喷射孔数量的变化（原喷射孔数量为4）均会导致BSFC的增大。

刊名：Applied Thermal Engineering（英）

刊期：2013年第61期

作者：Cenk Sayin et al

编译：张为荣