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为了应对日益严苛的汽车排放法规和日益严峻的能源短缺问题,缸内直喷增压技术成为了汽油机发展的主流方向,相比传统汽油机能够实现发动机的小型化,高功率,高效率和低排放。但随着汽油机能量密度的不断提高,在低速大负荷工况下出现了一种非正常燃烧,被称为“低速早燃(LSPI)”。大量研究表明,低速早燃往往能够导致爆震或者“超级爆震”,产生较高的压力峰值和高频的压力震荡,对发动机具有极强的破坏性,被认为是制约增压汽油机进一步发展的主要技术障碍,但低速早燃的现象和机理至今尚未被充分理解。
目前,研究人员提出了很多关于早燃导致爆震的机理,其中一个观点已经被广泛认可,即认为燃油和润滑油或者二者的混合液滴在缸内复杂的相互作用能够导致早燃甚至爆震。为了探究润滑油以及润滑油与燃油混合液滴对早燃的影响及产生机理,本文设计并搭建了一套悬挂式单液滴燃烧装置,完成了试验装置各子系统的设计及验证,制定了试验具体步骤、数据采集和后处理方法。利用MATLAB编写了一套提取单液滴初始直径的程序,对系统误差进行了分析和评估,确定了试验的精度,为单液滴悬挂燃烧试验提供了可调的边界条件和可靠的数据测量手段。
基于悬挂式单液滴燃烧装置,本文在不同的温度下,对不同粘度、不同金属离子含量、不同汽油掺混比例的润滑油及新润滑油与旧润滑油等油品的单液滴燃烧特性进行了研究,为探究润滑油及润滑油与燃油混合物对发动机早燃的影响提供了试验结果和分析。
试验结果显示,温度对润滑油单液滴燃烧特性的影响十分显著。随着温度的升高,各润滑油的滞燃期均呈现下降趋势,且呈现两阶段特征。针对单液滴润滑油的燃烧持续期,其总体规律均为随着温度的升高,燃烧持续期延长,温度对润滑油单液滴燃烧持续期的影响程度也呈现两阶段特征。粘度对润滑油单液滴着火特性有一定的影响,随着粘度的增加,单液滴润滑油滞燃期延长,燃烧持续期也随之增长。钙离子能够促进润滑油单液滴的自燃,缩短其滞燃期。镁离子对润滑油单液滴的滞燃期及燃烧持续期没有明显的影响。ZDDP抗氧剂对润滑油滞燃期和燃烧持续期均有延长的作用,也即ZDDP抗氧剂有抑制燃烧的作用。旧润滑油相比新润滑油具有更长的滞燃期。同时,旧润滑油相比新润滑油同样拥有更长的燃烧持续期。掺混了16.7%和28.6%的汽油的润滑油单液滴相比纯润滑油单液滴拥有更长的滞燃期,并且随着汽油比例的不断增加,润滑油与汽油混合液滴的燃烧持续期逐渐缩短。
目前,研究人员提出了很多关于早燃导致爆震的机理,其中一个观点已经被广泛认可,即认为燃油和润滑油或者二者的混合液滴在缸内复杂的相互作用能够导致早燃甚至爆震。为了探究润滑油以及润滑油与燃油混合液滴对早燃的影响及产生机理,本文设计并搭建了一套悬挂式单液滴燃烧装置,完成了试验装置各子系统的设计及验证,制定了试验具体步骤、数据采集和后处理方法。利用MATLAB编写了一套提取单液滴初始直径的程序,对系统误差进行了分析和评估,确定了试验的精度,为单液滴悬挂燃烧试验提供了可调的边界条件和可靠的数据测量手段。
基于悬挂式单液滴燃烧装置,本文在不同的温度下,对不同粘度、不同金属离子含量、不同汽油掺混比例的润滑油及新润滑油与旧润滑油等油品的单液滴燃烧特性进行了研究,为探究润滑油及润滑油与燃油混合物对发动机早燃的影响提供了试验结果和分析。
试验结果显示,温度对润滑油单液滴燃烧特性的影响十分显著。随着温度的升高,各润滑油的滞燃期均呈现下降趋势,且呈现两阶段特征。针对单液滴润滑油的燃烧持续期,其总体规律均为随着温度的升高,燃烧持续期延长,温度对润滑油单液滴燃烧持续期的影响程度也呈现两阶段特征。粘度对润滑油单液滴着火特性有一定的影响,随着粘度的增加,单液滴润滑油滞燃期延长,燃烧持续期也随之增长。钙离子能够促进润滑油单液滴的自燃,缩短其滞燃期。镁离子对润滑油单液滴的滞燃期及燃烧持续期没有明显的影响。ZDDP抗氧剂对润滑油滞燃期和燃烧持续期均有延长的作用,也即ZDDP抗氧剂有抑制燃烧的作用。旧润滑油相比新润滑油具有更长的滞燃期。同时,旧润滑油相比新润滑油同样拥有更长的燃烧持续期。掺混了16.7%和28.6%的汽油的润滑油单液滴相比纯润滑油单液滴拥有更长的滞燃期,并且随着汽油比例的不断增加,润滑油与汽油混合液滴的燃烧持续期逐渐缩短。