喷油压力和进气温度对氨/正十二烷双燃料发动机燃烧稳定性影响研究

摘要

基于一台光学发动机，在1 200 r/min转速下，采用进气道低压喷射氨气，缸内高压直喷高活性正十二烷的双燃料燃烧模式，应用火焰高速成像方法，研究了喷油压力和进气温度对氨/正十二烷双燃料发动机缸内燃烧的影响规律．结果表明，直喷燃料喷射压力降低，导致正十二烷浓度分层增大，自燃着火点增多，更有利于正十二烷引燃均质预混合的氨气；直喷压力在30 MPa和60 MPa工况下，火焰初期NH3燃烧的橘色火焰占主导，之后呈现正十二烷预混蓝色火焰与NH3橘色火焰叠加现象；在90 MPa喷射压力下，火焰发展初期正十二烷预混蓝色火焰占主导，随着燃烧发展NH3橘色火焰的比例逐渐增多．在30 MPa喷射压力下，缸内直喷正十二烷可以实现90%氨气比例的稳定着火，但是燃烧反应速率过低，燃烧持续期过长．进气温度从100℃升高到125℃后，自燃着火点数量增加，氨双燃料燃烧反应速率提高，放热率峰值增大；然而进气温度进一步从125℃提高到150℃时，对燃烧压力和放热率影响很小．上述研究表明，较低的直喷燃料喷射压力和适当提高进气温度更有利于氨燃料的稳定着火以及燃烧速率的提升和氨在双燃料中占比的提高．

关键词

双燃料发动机 / 氨气 / 正十二烷 / 喷射压力 / 光学诊断

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52130605);国家自然科学基金创新群体资助项目(51921004)