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能源短缺与环境污染,促进了生物柴油的发展,但生物柴油应用于发动机一直存在着NO_x排放较高的缺点。现代压燃式发动机中常用的多次喷射策略可以通过采用预喷射来改善主喷射的着火过程和碳烟氧化过程,从而达到同时减少NO_x和碳烟排放的效果。将多次喷射策略与生物柴油同时应用于发动机可以在改善发动机效率的基础上降低NO_x排放。且多次喷射中详细的预喷射与主喷射相互作用原理需要更好地理解,从而改善和进一步发展燃油喷射策略以得到更高的发动机效率和较低的排放。本文采用两种不同试验测试手段对脂肪酸甲酯/柴油混合燃油的预喷射与主喷射相互作用机制进行了研究,第一,采用米氏散射成像技术,在发动机真实工况下研究了不同喷射压力和温度条件下,两次喷射不同预主脉宽比和间隔时间对两次喷射主喷射喷雾锥角及贯穿距的影响;第二,采用自然火焰发光法和OH化学荧光法同时拍摄,研究了发动机真实工况下,采用两次喷射策略时及不同间隔时间对主喷射火焰着火延迟期和浮起长度的影响。采用米氏散射成像法研究了两次喷射主喷射喷雾特性,结果表明,600℃条件下,主喷射喷雾锥角变化曲线呈现了先下降后稳定波动再下降的趋势,主喷射喷雾贯穿距先增加后稳定波动。采用两次喷射策略时,主喷射喷雾锥角和贯穿距大于相同喷射脉宽的单次喷射喷雾锥角与贯穿距;但采用两次喷射时,主喷射前期贯穿距的发展速度明显低于同脉宽单次喷射。当预喷射与主喷射总脉宽相同时,采用两次喷射策略时,不同预主脉宽比对主喷射喷雾锥角和贯穿距基本没有影响;而主脉宽相同时,预主脉宽比为25%/75%时,主喷射喷雾锥角最大,主喷射前期贯穿距发展速度最慢,而当预主脉宽比为20%/80%,贯穿距稳定值最大。400℃条件下,不同间隔时间对主喷射喷雾锥角基本没有影响;500℃条件下,间隔时间为0.9 ms时,主喷射喷雾锥角和贯穿距最大;600℃条件下,间隔时间越大,主喷射喷雾锥角越小,贯穿距前期发展速度越大,而不同间隔时间对贯穿距稳定值大小基本没有影响。采用自然火焰发光法与OH化学荧光法同时拍摄,研究了采用两次喷射和不同间隔时间对主喷射燃烧特性的影响,结果表明,采用两次喷射策略时,两次喷射主喷射火焰浮起长度大于单次喷射时火焰浮起长度,且随着预喷射与主喷射之间间隔时间的增加,两次喷射主喷射火焰浮起长度呈现减小的趋势,火焰中OH分布逐渐向火焰两侧移动。采用两次喷射策略时,主喷射着火延迟期低于单次喷射着火延迟期,且两次喷射主喷射着火延迟期随间隔时间的增加而增加。本文采用生物柴油/柴油混合燃油,研究了两次喷射预喷射与主喷射之间喷雾与燃烧相互作用机制,取得了一定的成果,在测试方法和结果分析方面具有一定创新性,对后续更为深入研究具有借鉴价值。