二甲醚著火滯燃期光電檢測(cè)與數(shù)值模擬研究.pdf

1、二甲醚(DME)是一種極具發(fā)展前景的石油替代燃料。本文以DME 在直噴式柴油機(jī)上的著火滯燃期為研究對(duì)象，通過(guò)開展數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究，探討了柴油機(jī)燃用DME 時(shí)，其著火滯燃期隨運(yùn)行工況而變化的規(guī)律。 在廣泛閱讀國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，首先就DME 的理化特性及其在內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用、DME 著火滯燃期的模擬計(jì)算與試驗(yàn)研究方法，以及光纖傳感器在發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒可視化研究中的應(yīng)用進(jìn)行了綜合評(píng)述。 利用光導(dǎo)纖維的全內(nèi)反射傳光原理，自行研制了一

2、套適用于ZS195 單缸直噴式柴油機(jī)的光纖燃燒傳感器。該傳感器由采光探頭、傳光光纖、固定套筒和光電倍增管等組成，傳出的火焰光信號(hào)由數(shù)字存貯示波器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、記錄和顯示。發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)表明，利用該傳感器，可以較準(zhǔn)確地對(duì)缸內(nèi)著火瞬間的火焰光信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，從而為發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒過(guò)程的觀測(cè)研究提供了有效的實(shí)驗(yàn)手段。 利用自行研制的光纖燃燒傳感器，對(duì)ZS195 直噴式柴油機(jī)燃用DME 的著火燃燒過(guò)程進(jìn)行了光電檢測(cè)，通過(guò)測(cè)取的光電信號(hào)與油管

3、壓力波信號(hào)的綜合分析，得到了不同運(yùn)轉(zhuǎn)工況下的著火滯燃期。試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明，發(fā)動(dòng)機(jī)空載時(shí)的滯燃期試驗(yàn)結(jié)果與國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果吻合較好。 進(jìn)一步探討了DME 著火滯燃期的預(yù)測(cè)計(jì)算方法，采用氣相射流程序和CHEMKIN4.0 大型軟件包，分別就DME 著火過(guò)程中的物理滯燃期和化學(xué)滯燃期進(jìn)行了計(jì)算，進(jìn)而得到了二甲醚(DME)在直噴式柴油機(jī)中的著火滯燃期。在發(fā)動(dòng)機(jī)空載工況，計(jì)算值與試驗(yàn)結(jié)果在高轉(zhuǎn)速工況下吻合較好，但在低轉(zhuǎn)速時(shí)尚存在一定偏差