柴油及其替代燃料在共轨燃油喷射系统中的喷射及雾化性能

柴油及其替代燃料在共轨燃油喷射系统中的喷射及雾化性能

燃油的喷射和雾化特性对发动机性能有重要影响，而石油燃料在未来几十年面临着耗尽的危机，寻找经济性好而又可持续使用的替代燃料尤为重要。分别对商用柴油、提取自废弃食用油的生物柴油（B100）、20%生物柴油与柴油混合物（B20）及喷气燃油的喷油和雾化特性进行了研究。喷雾直径和微粒尺寸分布通过仪器测量得到，喷雾贯穿距离和喷雾锥角通过高速摄像机构获得，试验在装有高压共轨燃油喷射系统且使用单孔喷油器的柴油机上进行，试验环境温度为室温条件，压力为标准大气压。

试验结果表明，生物柴油及其与柴油的混合物较柴油而言，其喷油液滴尺寸更大，而喷气燃油和再生柴油喷射液滴大小相似且都比柴油喷射液滴更小，原因是与柴油相比它们的粘度和表面张力都较小。增大喷油压力会使喷油液滴变小，例如，将喷油压力由30MPa提高到100MPa时，各种燃油的喷油液滴尺寸都降低50%。喷雾边缘液滴直径比喷雾中心的液滴直径大，原因是燃油从喷嘴喷出，从喷油中心到喷油边沿压力下降较明显，且距离喷嘴越远，喷油液滴直径越大，原因是离喷嘴越远压力越小。在较低的喷油压力下，小液滴分布在较窄的区域内且在该区域内液滴直径变化较小。通过对喷嘴贯穿距离的研究可知，燃料的密度、体积弹性模量和粘度对贯穿距离起到综合作用。研究的4种燃料中，B100生物柴油贯穿距离最长，同时喷油压力越高贯穿距离越长。例如，100MPa喷油压力对应的贯穿距离比30MPa对应的贯穿距离长40%。

刊名：Fuel（英）

刊期：2013年第103卷

作者：Pin-Chia Chen et al

编译：张自雷