【日】 川那辺洋

0 前言

由于柴油机具有较高的热效率，因此被广泛用作大型及小型汽车、工程机械、非道路车辆，乃至船舶的动力装置，研究人员正在以进一步提高效率和降低排放为目标开展相关的研发工作。近年来，在汽车领域中，已开始应用各种降低排放的技术，如捕集柴油机排出黑烟的捕集器，以及为净化排气中未燃成分及氮氧化物的催化器等，但是，通过改善柴油机缸内燃烧过程来降低排放的研究依然是当务之急。当然，在这种情况下，决不能以牺牲柴油机的高效率为代价。因此，有必要对燃烧过程实施正确的控制，为此，首先要理解并掌握柴油机燃烧过程中的各种现象。

本文基于作者近年来所做的试验及理论研究，简要介绍了车用柴油机燃烧过程中的自着火燃烧现象。

1 柴油喷雾的自着火燃烧过程

在近年的柴油机中，一般是向高温、高压的压缩空气中，以约200 MPa的高压，用0.1 mm 左右的喷嘴喷射液体燃油，进而形成燃油喷雾。燃油喷雾蒸发后，与周围空气混合，形成混合气，之后经过1 ms左右的延迟即产生自着火燃烧。图1显示了从基础理论方面研究该过程的实例。在定容容器中建立高温、高压气体环境，以模拟柴油机缸内状况，利用逆光摄影法观察向容器中喷射燃油，直至燃烧的整个过程。试验中，使用正庚烷作为燃油。另外，图1同时示出了放热率曲线。此次试验中，喷嘴被安装在容器的上方，从图1的第1张照片中，可清晰观察到燃油喷雾。……