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1、第5期2015年10月內(nèi)燃機(jī)InternalCombustionEnginesNo．5Oct．2015EGR對柴油機(jī)燃燒影響的可視化研究杜宏飛，虞瀏，劉江唯，白晨盱，竇慧莉(中國第一汽車股份有限公司技術(shù)中心，吉林長春130011)摘要：基于單缸柴油機(jī)和phantom高速相機(jī)，搭建柴油機(jī)燃燒過程可視化平臺，進(jìn)行EGR對柴油機(jī)燃燒影響的可視化研究。在不同EGR率條件下分析了EGR對燃燒過程和火焰溫度的影響規(guī)律。研究表明，通過可視化平臺可以從燃燒室底部直接拍攝燃燒火焰。在小負(fù)荷、自然吸氣條件下，隨著EGR引入，著
2、火時刻推遲，火焰溫度降低，高溫區(qū)域的面積減小。EGR率為20％時，缸內(nèi)著火區(qū)域面積明顯減小，火焰亮度顯著降低。缸壓數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，隨著EGR率的增加，爆發(fā)壓力和放熱率峰值減小，缸內(nèi)平均溫度降低。關(guān)鍵詞：單缸柴油機(jī)；可視化；EGR；火焰溫度中圖分類號：TK421文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000—6494(2015)05—0030—04VisualizationofTheInfluenceofEGRonCombustioninDieselEngineDUHongfei，YU“u，LIUJiangwei，BAI
3、Chenxu，DOUHuili(ChinaFAWCo．，Ltd．，R&DCenter，Changchun130011)Abstract：Basedonacylinderdieselengineandphantomhighspeedcamera,buildavisualizationplatformforcombustionprocessofadieselengine．InfluenceofEGRoncombustionandflametemperaturewerestudiedthroughcylinder
4、processhighspeedphotographyunderdifferentEGRratio．Thestudyillustratedthatcombustionflamewasshotdirectlythroughvisualizationplatformformthebottom．Undersmallloadandnaturallyaspiratedcondition，witlItheEGRratioincreased，ignitiondelayed，flametemperaturedecrease
5、d，areaofthehightemperaturezonereduced．WhentheEGRratiowas20％，flameareadecreased，lightintensityweakenedremarkably．CylinderpressureanalysisshowedthatwiththeEGRratioincreased，cylinderpressure，thepeakofheatreleaserateandcylinderaveragetemperaturereduced．Keyword
6、s：dieselengine；visualization；EGR；flametemperature0前言隨著環(huán)境污染問題的突出和柴油機(jī)排放法規(guī)的日益嚴(yán)格，柴油機(jī)的節(jié)能減排面臨更大的挑戰(zhàn)。NOx作為柴油機(jī)主要排放物，其生成強(qiáng)烈地依賴溫度和氧氣濃度。廢氣再循環(huán)(EGR)能降低缸內(nèi)燃燒溫度和氧氣濃度，是降低NOx排放的有效措施”41。越來越多的研究機(jī)構(gòu)開展了缸內(nèi)燃燒過程的可視化研究，應(yīng)用較多的主要有三種形式。一種是采用激光輔助手段，結(jié)合光學(xué)發(fā)動機(jī)，通過高能量激光激發(fā)燃燒火焰中的燃燒自由基產(chǎn)生熒光，由ICCD相機(jī)系
7、統(tǒng)接受熒光信號，獲得火焰信息。但是該方法只能分析片光源照亮區(qū)域的燃燒狀態(tài)，且受到光學(xué)發(fā)動機(jī)的強(qiáng)度限制，不能進(jìn)行大負(fù)荷測作者簡介：杜宏飛(1984一)，男，碩士研究生，主要研究方向為柴油機(jī)燃燒與排放技術(shù)。收稿日期：2015—05—21試。第二種方法是借助內(nèi)窺鏡直接觀察燃燒火焰，該方法不需要光學(xué)發(fā)動機(jī)，只需在原機(jī)上進(jìn)行改制，增加內(nèi)窺鏡探頭，可以進(jìn)行大負(fù)荷測試，但是該方法的觀察區(qū)域有限，不能反映整個燃燒室的信息。第三種方法是在原發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)上增加延長缸體、延長活塞、反射鏡，利用高速相機(jī)實現(xiàn)從活塞底部觀察燃燒火焰。該
8、方法優(yōu)點(diǎn)是可視范圍廣，缺點(diǎn)是不能進(jìn)行大負(fù)荷測試，且發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間不宜過長H”。本研究采用第三種方法，在單缸柴油機(jī)基礎(chǔ)上搭建了可視化平臺，在小負(fù)荷、自然吸氣試驗條件下采集燃燒圖像，結(jié)合雙色法和缸壓分析，研究了EGR對燃燒過程和火焰溫度的影響。1試驗設(shè)備試驗采用的基礎(chǔ)發(fā)動機(jī)為單缸柴油機(jī)，具體參數(shù)見表1。在基礎(chǔ)發(fā)動機(jī)上增加延長缸體、延長活塞、45。反射鏡、石英燃燒室，搭建了可視化第5期杜宏飛，等：EGR對柴油機(jī)燃燒影響
