可變壓縮比對混合燃料柴油機燃燒和排放特性的影響

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可變壓縮比對混合燃料柴油機燃燒和排放特性的影響

柴油對國家工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展起著重要作用，但廣泛使用將造成嚴重的環(huán)境污染。因而，一直在尋找柴油替代燃料，生物燃料就是其中最為突出的替代燃料，尤其是具有較高辛烷值和氧含量的醇類燃料。對此，本文通過試驗研究了不同壓縮比及不同混合比下混合燃料的燃燒特性和排放特性。

醇類燃料粘度較高，揮發(fā)性較差，因而僅使用醇類燃料將影響燃燒室霧化、堵塞噴油嘴。利用醇類燃料時，需與傳統(tǒng)燃料混合，文中將異丙醇與標準柴油混合，為改善混合燃料的低溫流動特性而在其中又添加了一定量的乙醚。共制備了3種不同混合比例的混合燃料樣品，體積分數(shù)分別為10%、15%和20%的異丙醇和體積分數(shù)為5%的乙醚與標準柴油形成的混合燃料IPD15、IPD20和IPD25。試驗采用一臺0.6L單缸發(fā)動機，可通過傾斜氣缸缸體內(nèi)的傾斜塊，改變?nèi)紵殷w積，獲得17、18兩種壓縮比，整個過程不需要中斷發(fā)動機運轉。之后進行不同壓縮比、不同混合比下的共混燃料燃燒試驗，并利用氣體分析儀和煙度計測量發(fā)動機排放。結果顯示：①壓縮比為17時，IPD25的NOx排放最高，這可能是由于排氣溫度升高及生物燃料含氧量增加而促進了NOx的形成；②壓縮比為18時，IPD15的缸內(nèi)峰值壓力最高，這可能是由于預混燃燒階段熱釋放率較高造成的；③兩種壓縮比下，IPD15的熱釋放率最高，這主要是由于點火延遲較長，導致預混燃燒階段燃燒室內(nèi)大量燃料堆積而造成的；④低負荷條件下，3種共混燃料的CO排放都顯著增加，且其值隨發(fā)動機負荷增加而逐漸減小，這可能是由于發(fā)動機缸內(nèi)氣體溫度降低和燃燒過程推遲造成的；⑤兩種壓縮比下，IPD15的CO2排放大幅降低，在壓縮比為17時，其與IPD20和IPD25相比CO2排放分別降低了27%和40%，在壓縮比為18時，分別降低了15%和33%；⑥兩種壓縮比下，IPD25的HC排放最低，在壓縮比為17時，IPD25與IPD15和IPD20相比HC排放分別降低了12%和8%，在壓縮比為18時分別降低了13%和5%。

AjaySinghVermaetal. SAE 2015-24-2486.

編譯：李臣