微波等离子点火技术及其在汽车工业中的应用

在过去的20年间里，汽车工业迅速发展，由此带来了大量的能源消耗和废气排放。在燃烧过程中因微波作用产生的等离子体具有很高的化学活性，同时微波有很好的助燃特性，所以微波点火是一种非常具有前景的点火方式。目前国内外对微波点火方法的研究还很少，本项目主要的研究目标是提出一种新型的微波点火方法，其点火效果要优于火花塞点火系统。本项目对圆柱形微波谐振腔展开研究，提出了基于圆柱形谐振腔的微波点火方法。圆柱形谐振腔主要有TE111和TM010这两种谐振模式。本项目分别设计了基于这两种的谐振模式的实验装置。利用基于TE111谐振模式的实验装置成功实现了点火，但是工作气压较低，只有0.012MPa；而利用基于TM010谐振模式的实验装置可实现1MPa下的稳定点火，这种点火方式可以提高点火可靠性、拓宽稀薄燃烧的极限。最后，本项目还通过在TM010谐振腔内部增加多个金属尖端的方式实现了多点点火。与火花塞点火相比，这种点火方式可以加快燃烧速度，减少热损失，提高燃烧效率。