柴油機高效清潔燃燒技術及應用
柴油機的燃燒以擴散燃燒為主,其燃燒速率決定于混合氣形成快慢。大連理工大學隆武強教授團隊發明了雙層分流燃燒室和高擾動噴油嘴,結合缸內氣體流動控制,有效地改善噴射油束的霧化效果和空間分布,從而提高燃油與空氣混合的速度和均勻度,形成完整的柴油機高效清潔燃燒技術。
雙層分流燃燒室如圖 1所示,燃燒室的活塞頂面開口直徑大、凹坑深度淺、唇口突出且位置靠下,使燃油在燃燒室內產生分層流動與燃燒,加快油氣混合速率,提高空間利用率。可降低油耗4%左右。
高擾動噴嘴如圖 2所示,每組噴孔由兩個子噴孔組成,呈“V”字形,子噴孔內的燃油在噴油嘴內部交匯。高擾動噴油嘴兩個子噴孔內的流動匯聚時產生強烈的動量交換,即擾動,這個過程將一部分平均流動能轉化為湍流動能,而湍流動能的急劇增加可以有效地增加霧化質量。如圖 3所示,高擾動噴油嘴液相噴霧貫穿距受環境溫度影響更大,蒸發速率更快,這種提高蒸發速率減小液相貫穿距的效果與提高噴射壓力的作用相同。高擾動噴嘴能強化液體燃料破碎,控制噴霧貫穿距,提高燃油經濟性、降低NOx及Soot排放。
高效清潔燃燒技術獲得多項國內外發明專利(美國發明專利-US10662866B2,美國發明專利-US10563569B2,日本發明專利-特許第6527875號,中國發明專利-ZL201210152367.6,中國發明專利-ZL201410061414.5,中國發明專利-ZL200810012342.X,中國發明專利-ZL03143790.7,中國發明專利-ZL03143789.3,中國發明專利-ZL200410097761.X,中國發明專利-ZL201110428301.0),與國內外多家柴油機廠商合作,取得了良好的社會效益和經濟效益。
大連理工大學
2021-05-10