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使用微波辅助火花扩展湿式乙醇燃料 SI 发动机的稳定性极限

本杰明·沃尔克

先进的发动机可以通过在稀释的燃油-空气混合物和较高的压缩比的状态下运行来实现更高的效率并减少排放，但是当稀释水平较高时，发动机稳定运行的范围受到燃烧引发和火焰传播的限制。可靠地扩展内燃机工作范围的先进点火技术将有助于下一代高效发动机的实际实施。日本想象工程公司正在开发的微波辅助火花塞此前已被证明可以通过等离子体辅助燃烧扩大汽油发动机的稳定工作范围，但限制其工作的因素尚未得到很好的表征。目前的实验研究有两个主要目标：(1) 研究微波辅助火花塞扩大湿乙醇燃料发动机稳定工作范围的能力，以及 (2) 研究影响微波增强点火过程程度的因素。通过检查指示平均有效压力的变异系数（作为不稳定性指标）和指示比乙醇消耗量（作为效率指标）来研究稳定性范围。当发动机以稍微稀薄的空燃比运行时，发动机效率得到提高，当混合物变得过于稀薄时，不稳定的开始最终会消除与稀薄燃烧相关的效率增益。微波辅助点火减少了稀释引发的不稳定性，与超稀薄条件下不稳定的仅火花操作相比提高了效率。当未增强的火焰核心发展足够慢时，微波辅助火花还促进更快的平均早期火焰核心发展。微波辅助火焰发展增强与计算的缸内参数之间的相关性表明增强与沉积到火焰核心的能量之间存在关系，但分散阻止了管理所有测试情况的​​统一经验相关性的推导。