GDI汽油机润滑油液滴蒸发及自燃着火特性实验研究

发布时间：2020-05-26 06:19

【摘要】：超级爆震是进一步提高汽油机功率密度和降低燃油消耗的主要障碍。现有众多研究表明:气缸内润滑油以及润滑油/汽油自燃是引发爆燃并导致超级爆震的重要诱发源。作为液体燃料燃烧的基本组元,研究液滴蒸发及自燃特性具有重要意义。由于实验样机开发和润滑油缸内自燃过程的复杂性,作者利用自制实验装置开展了润滑油、润滑油/汽油单液滴的蒸发过程及自燃特性的实验研究。本文设计了单液滴蒸发系统,采用K-型热电偶挂滴法,在常压高温环境下,利用高速摄影系统和温度采集系统完整地记录了液滴蒸发及着火过程的液滴尺寸变化、温度变化和火焰变化情况。试验研究了GDI汽油机润滑油液滴和不同配比润滑油/汽油混合液滴的蒸发过程和自燃特性,分析了液滴初始直径、初始蒸发温度以及燃油配比关系对液滴蒸发过程及自燃特性的影响。研究结果显示:润滑油液滴和混合液滴的蒸发及自燃着火特性截然不同。润滑油液滴的整个蒸发历程可分为初始加热阶段、快速蒸发阶段和缓慢蒸发阶段,润滑油/汽油混合液滴则是以波动蒸发为主。润滑油液滴的蒸发过程较为稳定,混合液滴的蒸发过程则伴随着气泡生成、液滴变形、液滴破碎和不完全微爆等剧烈现象。液滴着火过程中归一化直径平方可大致分为三个阶段:滞燃期(初始蒸发阶段)、燃烧期和熄灭期。在同一环境温度下,随着混合液滴中汽油比例的增大,液滴的着火延迟时间逐渐减小。当环境温度升高的时候,液滴点火延迟减小,液滴最大膨胀程度及微爆发生频率均增加。液滴蒸发和燃烧残余物会在气缸内形成炽热点,成为汽油机不正常燃烧的诱发源。
【图文】：

合肥工业大学专业硕士研究生学位论文是一种燃烧室内火焰传播之前部分燃料-空气混合爆震已成为困扰内燃机一种新的发动机爆震模式经在小型化汽油发动机中广泛报道了超级爆震现象线和典型的压力曲线对比图。如图 1.1 所示，超级力振荡，缸内峰值压力甚至可超过 16 MPa，，压力.2 所示，超级爆震极易造成发动机燃烧室及相关零部机[13]。

图 1.1 (a)超级爆震和(b)增压汽油机的压力曲线Fig 1.1 (a) Super-knock region and (b) a typical pressure history in boosted gasoline engine.
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TK421

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本文编号：2681409