耦合光热与焦耳加热过程实现稳定高效的界面蒸发

摘要： 传统发动机中，碳烟与氮氧化物排放之间必然存在权衡关系。添加含氧生物燃料可降低碳烟排放但会增加氮氧化物排放。采用多次喷射策略可降低氮氧化物排放。因此，通过模拟与实验测试评估预喷射对纯柴油（D100）和柴油/正丁醇（体积比30%正丁醇+70%柴油，B30）燃烧及排放特性的影响。结果表明：随着预喷射间隔缩短，缸内压力峰值升高，预喷射放热比例增大，制动比油耗降低；仅当预喷射间隔较小时，预喷射工况的制动比油耗低于单次喷射策略。采用相同预喷射策略时，B30的制动比油耗高于D100且制动热效率更低。碳烟排放随预喷射间隔增大而降低，但随预喷射比例增加而升高。预喷射策略产生的碳烟量高于单次喷射策略。由于点火延迟更长，B30的碳烟排放低于D100。随着预喷射间隔增大，NO生成量的减少幅度小于NO2生成量的增加幅度，导致净氮氧化物排放升高。预喷射比例增加时，通过反应路径CH2O→HCO→CO产生的CO增多，而CO向CO2的转化几乎不变，导致净一氧化碳排放升高。预喷射比例增加抑制了CO向CO2的氧化过程从而增加CO排放。未燃碳氢化合物排放量随预喷射比例和间隔的增加而升高。