放电参数对高频纳秒脉冲多流注点火的影响

赵庆武，熊 勇，陈晋兵，王 宁，程 勇

(1. 山东大学 能源与动力工程学院，山东 济南 250061；2. 中国北方发动机研究所，天津 300400)

随着稀薄燃烧、EGR等技术的应用，点燃式发动机对点火系统提出了更高的要求，除了要求可靠点火之外，还增加了加快燃烧速率的要求[1-3]．研究[4-6]表明，点火成功率受到最小点火火焰半径的影响，增大初始火核并加快其发展速度有利于提高点火成功率及燃烧速率．

火花点火通过放电产生的等离子体的热效应引燃混合气，等离子体的体积决定了初始火核大小[7]．多电极点火[8]、高能点火[9]、微波谐振点火[10-11]、微波辅助点火[12]和射频点火[13]等均能有效增大等离子体的体积，强化点火效果．但这些方式产生的等离子体局限于电极附近的小范围区域，点火助燃效果受限．

纳秒脉冲放电是一种新型的等离子体产生方式，采用电压上升沿为纳秒量级的高电压，可以在非常短的时间内建立很高的电场，产生快速电离波，引发大面积分布的放电通道[14]．Stepanyan等[15]研究了压力为0.1～0.6MPa下纳秒脉冲驱动沿面介质阻挡放电(SDBD)等离子体的发展过程，结果表明：随着压力的升高，放电模式更容易从弥散放电转变为丝状的多流注放电．压力为0.2MPa时放电模式转变的电压阈值约为51kV，压力为0.6MPa时降低至约40kV．这两种放电模式的等离子体覆盖范围都很大，具有空间点火的潜力．Anokhin等[16]研究了压力为0.06～0.10MPa下的SDBD点火，观察到C2H2-空气混合物同时在高压电极的环形边缘处被点燃．对于较高压力的情况，Boumehdi等……