纳米气泡混合油气对共轨柴油机的影响

纳米气泡混合油气对共轨柴油机的影响

目前很多研究正在关注燃料添加剂，以提高柴油的燃烧效率，降低有害排放。通过将微粒化的气泡加入到混合油气中而改进燃料的方法已被证实，可以使燃油消耗降低2%～14%，同时粉尘和NOx的排放也大大降低。

该研究使用的柴油机是脉动式燃油喷射，不能确定纳米气泡混合油气是否对目前最常用的高压共轨喷射系统存在有利的影响。因此,介绍了新的高压共轨喷射系统，并用试验方法讨论了纳米气泡混合高压油气对其影响。

超微型喷射混合器（外径：20mm，长度：34mm）是产生纳米级和微米级气泡的关键设备，其工作机制是：①通过有喷嘴的高速泵给燃油加压，喷嘴附近的空气产生负压强，形成薄膜状气液交界面；②吸入的空气，因为混合油气的分割及湍流的剪切作用被分离和气泡化；③气泡在急速膨胀区（在分离区域形成的）进一步细化。

这一方法使油气喷射雾化并混合纳米气泡，形成纳米气泡混合油气，并通过大量增加氧气离子溶解量加速燃烧。

微粒气泡通过超微型混合器不断注入燃料管线中，再通过混合槽将纳米气泡和微米气泡分离后，高压共轨喷射系统的柴油机开始性能测试。

试验结果表明：①在高压共轨高压燃料喷射系统中使用纳米气泡混合油气，有助于减少燃油消耗。在中、低负荷工况范围，纳米泡沫高浓度混合时，平均负荷下燃油消耗减少了3.2%，最大负荷下燃油消耗减少6.2%；②纳米气泡混合油气可以提高进气效率，废气温度、尾气粉尘和发动机噪声也得到了有效控制。

刊名：Energy（英）

刊期：2013年第59期

作者：Yasuhito Nakatake et al

编译：薛雷