宇宙上海拔2000m以上的区域占环球陆地总面积的13.2%，正在我国，该比例高达33.0%。大气压力和氛围密度随海拔高度的增高而减小，因为没有足够供燃烧必要的氧气，所以策动机的功能随海拔高度的增高而低重。本次推送将先容海拔对喷雾、燃烧以及排放的影响。

图1为各转速下喷雾液相贯穿距随海拔的转折。喷雾发达流程中，海拔升高后，液相贯穿速率增大，低海拔前提下喷雾最先到达牢固状况，此时的液相长度根基维系稳定，到达稳态后的动摇是由喷雾液滴与缸内气体鸿沟的不牢固动摇形成。对各海拔喷雾稳态的液相长度求均值，结果如图1d所示海拔3000m以上时喷雾液相长度明明增大，海拔从0m升高到4500m，喷雾的最大液相贯穿距补充了15mm驾御。遵照策动机燃烧室和喷油器机合参数取得沿喷孔中央线到燃烧室凹坑侧壁的隔断约为55mm，由此可知，正在转速为1500r/min工况下，缸内喷雾与燃烧流程正在海拔3000m以上发作了撞壁形势。

同海拔前提下、高转速工况时，一方面，燃油喷射压力增大，喷射速度补充，与氛围的相对运动速率增大；另一方面，弹体内部氛围密度补充，对燃油运动的劝止感化强化，两者归纳导致了油束的动能吃亏增大，喷雾的液相贯穿距减小，到达最大液相长度的时代缩短。

图2为各转速下喷雾锥角随海拔的转折。因为试验选用预燃烧的办法竣工喷雾的热力前提，受到喷油时间定容燃烧弹内部气体湍流运动影响，油束外貌展示不牢固动摇，随液相隔断补充，动摇振幅特别明明，正在油束的结尾，液相外貌先导粉碎，油束头部有不规矩摆动形势，导致盘算推算取得的稳态喷雾锥角动摇较大。对区别转速各海拔喷雾稳态的喷雾锥角实行均值管制，如图2d所示，随海拔升高，缸内介质密度的低重对油束轴向运动的妨碍感化削弱，喷雾的运动速率补充，油束变细，喷雾锥角减小，海拔从0m升高到4500m，喷雾锥角减小了约10%驾御。

图3为各转速到达稳态时最大液相喷雾体积随海拔的转折。海拔升高，到达稳态时的油束体积明显增大，转速为1500r/min工况下，从海拔0m升高到4500m，喷雾液相体积均匀补充了约60%，这合键是由于贯穿距的补充。固然油束体积补充证据卷吸氛围的体积补充，但高海拔时缸内介质密度明明低重，卷吸的氛围单元质地裁汰，使得燃空当量比照旧偏高，也导致了喷雾与燃烧流程中高海拔下着火滞燃期增大。

图4为策动机正在区别海拔的燃油损耗率随负荷的转折。跟着海拔的补充，因为情况压力的低重，进气密度低重导致进心胸的裁汰，使得缸内氧含量低重，缸内过量氛围系数低重如图5所示，混杂气变浓，燃烧恶化，策动机的有用热效果低重如图6所示，燃油损耗率上升。从1.608km上升至3.280km和从3.280km上升至4.560km，标定转速的燃油损耗率均匀增幅永诀为5.4%和5.0%，最大转矩转速的均匀增幅永诀为5.9%和3.5%

拣选最大转矩点转速和标定点转速剖释柴油机的燃烧个性。图7为这两个转速下的最高燃烧压力。跟着海拔高度的补充，正在各个测试工况点，柴油机最高燃烧压力低重。这是因为海拔补充后，情况压力的低重，使得策动机的进心胸裁汰，氧气需要不够，燃烧流程恶化所致。每个测试海拔高度与较低海拔高度比拟，最大燃烧压力均匀降幅约为7%。

图8给出了1400r/min和2300r/min两个转速的燃烧始点(燃烧始点界说为累积放热率到达1%时所对应的曲轴转角)随均匀有用压力的转折，正在扫数海拔高度下，跟着负荷补充，燃烧始点逐渐提前。跟着海拔高度的补充，燃烧始点推迟，海拔高度从3.280km升至4.560km时，转折幅度相对较大，推迟了0.5～1°CA；而从1.608km上升至3.280km时，燃烧始点的转折幅度相对较小。跟着海拔高度的补充，策动机进心胸的裁汰，导致喷油时缸内氧含量慢慢低重，使得滞燃期延迟；另一方面，跟着海拔高度的补充，喷油时的缸内压力低重，也鼓吹了滞燃期的补充，从而使燃烧始点推迟。滞燃期的补充将导致预混杂燃烧比例的补充，使得更众的燃料正在预混杂燃烧阶段氧化放热，而扩散燃烧阶段损耗的燃料相对裁汰，从而导致燃烧赓续期跟着海拔的上升而展示减小的趋向，如图9所示。

图10为燃烧流程中的最高均匀温度。跟着海拔的补充，最高均匀温度明显补充。海拔从3.280km上升到4.560km时，1400r/min的最高均匀温度均匀上升约10.1%；而标定转速2300r/min的上升幅度则相对较大，约为12.7%，因为2300r/min的燃烧始点正在4.560,km时推迟幅度较1,400,r/min时大(图8)，其预混杂燃烧比例的补充也就更众，是以导致预混杂燃烧阶段放热量更大，使得最高均匀温度增幅相对较大。由1.608km上升到3.280km时，最高均匀温度上升幅度相对较小，2300r/min和1400r/min时永诀约为3.4%和3.7%。

图11为区别海拔高度时NOx、CO和PM排放。跟着海拔高度的补充，两个转速下NOx排放量的转折并不明明，仅正在较小负荷时，区别海拔的NOx排放有所区别，但转折纪律也并不明明。柴油机NOx的天生普通由燃烧温度、氧浓度和反当令间定夺。当海拔上升时，因为情况压力的低重惹起的进心胸减小，缸内氧含量的低重，滞燃期延迟，燃烧始点推迟，预混杂燃烧比例补充，这将导致燃烧温度补充，从而鼓吹NOx的天生。同时，因为高海拔前提下，缸内氧含量的低重，又妨碍了NOx的天生。这两方面的来源导致了NOx的排放受海拔转折的影响较小。

正在标定转速时，跟着海拔的补充，CO排放正在小负荷和大负荷时转折不大，然则正在中等负荷时略有低重；正在最大转矩转速时，CO排放跟着海拔的补充正在小负荷和大负荷时明显补充，正在中等负荷时增幅相对较小。柴油机中CO的天生普通是因为不十足燃烧导致的，当海拔升高时，缸内氧含量的低重，晦气于CO的氧化，从而能够鼓吹CO的天生；另一方面，缸内燃烧温度随海拔的上升而补充，又有利于CO的氧化，从而能够裁汰CO的排放。普通当柴油机运转正在小负荷时，因为混杂气较稀，火焰淬熄的大概性补充，从而补充CO的排放；正在大负荷时，因为混杂气较浓，部分缺氧加剧，将导致CO排放补充；而正在中等负荷工况时，柴油机的CO排放较为理思。所以，跟着海拔的补充，小负荷和大负荷因为氧含量不够导致的火焰淬熄和部分缺氧将加剧。同时，中等负荷又受益于缸内燃烧温度的升高，能够鼓吹CO的氧化，其CO排放量的增幅要小于小负荷和大负荷。因为标定转速更高，其缸内油气混杂要优于最大转矩转速，其受氧含量低重的影响要相对较小，而燃烧温度的补充将鼓吹CO的氧化，是以正在2300r/min的中等负荷随海拔的补充，CO的排放量有少许低重。

因为颗粒物的测试是采用ELPI实行的，颗粒物的质地排放是由ELPI测试所得的颗粒物粒径漫衍的数据盘算推算所得。Zervas等的商讨证据，正在盘算推算颗粒物质地时只研商ELPI前7级所测得的颗粒物，所得的结果与称重法所测得的结果具有优异的一概性。

颗粒物的排放正在区别海拔的转折如图11所示。两个转速的颗粒物排放随海拔的上升都明显补充。海拔高度从1.608km上升到3.280km，2300r/min和1400r/min的颗粒物排放均匀增幅永诀为28.4%和76.6%；海拔高度从3.280km上升到4.560km时，2300r/min和1400r/min的颗粒物排放均匀增幅永诀为22.3%和53.4%。

燃料正在先导天生颗粒之前，会发作燃料分子的领悟以及反响物原子的从头罗列。裂解一般出产很众分子量低的直链不饱和碳氢化合物。燃油裂解普通是吸热反响，必要很高的活化能，所以其反响速度受温度影响较大。海拔的补充导致燃烧温度的升高(图10)，普及了燃油裂解的反响速度，从而鼓吹了颗粒物的天生。另一方面，较高海拔的情况压力较低，使得柴油机进心胸低重，缸内氧含量较低，妨碍了燃烧流程中爆发的颗粒物的氧化。这两方面的来源，导致了颗粒物排放随海拔升高妙显补充。

总结跟着海拔升高，缸内介质密度低重，喷雾液相贯距明明补充，喷雾正在海拔为3,000,m以上发作了撞壁形势；海拔从0m升高到4500m，喷雾锥角减小了约10%,，喷雾体积均匀补充了约60%。

跟着海拔高度补充，柴油机正在一致工况点的最高燃烧压力低重，燃烧始点推迟，燃烧赓续期缩短，预混杂燃烧比例补充，最高均匀温度上升。跟着海拔高度补充，最大转矩转速时正在种种转矩下CO排放均补充，而标定转速的CO排放则正在中等负荷略有低重。NOx排放随海拔高度的转折纪律不明明，正在大局部工况点没有明显的补充或裁汰。颗粒物质地排放明显补充，最大转矩转速的增幅大于标定转速的增幅。

[1]刘振明,刘楠,欧阳灿烂,周磊,聂涛.高海拔(低介质密度)下燃油喷雾与燃烧个性[J].内燃机学报,2018,36(04):314-321.

[2]余林啸,葛蕴珊,谭筑伟,何超,付耿,郭佳栋,王欣.重型柴油机正在区别海拔区域的燃烧与排放个性[J].内燃机学报,2013,31(06):507-512.

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