内燃机工程

作者：王长通,张韧,李卫,杨鹏辉,潘家营,卫海桥

单位：潍柴动力股份有限公司,潍坊 261000,天津大学 先进内燃动力全国重点实验室,天津 300072,天津大学 先进内燃动力全国重点实验室,天津 300072,潍柴动力股份有限公司,潍坊 261000,天津大学 先进内燃动力全国重点实验室,天津 300072,天津大学 先进内燃动力全国重点实验室,天津 300072,潍柴动力股份有限公司,潍坊 261000,天津大学 先进内燃动力全国重点实验室,天津 300072,天津大学 先进内燃动力全国重点实验室,天津 300072

关键词：光学发动机,掺混策略,聚甲氧基二甲醚,甲醇,火焰发展,燃烧稳定性,

基金：国家重点研发计划项目（2022YFE0100100）；国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（52222604）

基于一台单缸光学发动机，采用高速摄影和瞬态压力同步测量方法，开展了不同掺混策略对聚甲氧基二甲醚（polyoxymethylene dimethyl ethers， PODE）/甲醇双燃料燃烧及火焰发展特性的影响研究，其中掺混策略包括P/M20（甲醇和PODE以2∶8的体积比掺混）燃料双喷射模式和缸内直喷PODE引燃预混甲醇混合气的反应活性控制压燃（reactivity-controlled compression ignition， RCCI）模式。结果表明，对于P/M20燃料双喷射模式，随着气道喷射比例增加，低温反应增强，滞燃期缩短，着火时刻显著提前，进而显著改善了燃烧稳定性；对于RCCI模式，随着气道喷射甲醇占比的增加，滞燃期延长，燃烧相位推迟，峰值压力和放热率均降低，并伴随着燃烧稳定性变差。燃烧可视化显示，两种掺混策略下，随着气道喷射比例的增加，蓝色预混火焰占比增大，最大火焰传播速度降低，由于末端未燃混合气浓度增加，火焰发展由明显的扩散燃烧逐渐转变为末端混合气不断出现新自燃点的顺序自燃模式。对比两种掺混策略可以发现，推迟缸内直喷时刻均能在一定程度上优化燃烧相位，显著改善指示热效率，然而其原因侧重点不同：对于P/M20燃料双喷射模式，提高气道喷射比例可以增强低温放热，促进着火，显著改善燃烧稳定性；对于RCCI模式，其燃烧过程主要位于上止点之后，燃烧相位更接近最佳燃烧相位，进一步减小了传热损失和循环负功，因此其具有更高的指示热效率，也更适合PODE/甲醇双燃料燃烧模式。

来源：2024年第3期

《内燃机工程》期刊编辑部

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