不同燃料混合方式對雙燃料汽油機性能的影響

不同燃料混合方式對雙燃料汽油機性能的影響

化石燃料的枯竭，使汽油機的研究方向轉向對新燃料的開發。與汽油物理化學特性相似的乙醇，將成為替代傳統汽油最具潛力的燃料。目前，為保證汽油機的性能，還不能單獨將乙醇作為燃料，需要與傳統汽油混合而在燃燒室內形成混合燃料。實現燃料混合的方式有兩種：一種是將汽油與乙醇按照一定比例混合形成混合燃料，將混合燃料作為汽油機的燃料；另一種是將汽油和乙醇共同作為汽油機燃料同時噴射到燃燒室內，形成混合燃料。兩種不同混合方式的差異在于，前者乙醇和汽油的混合發生在燃燒室外部，而后者發生在燃燒室內部。兩種不同燃料混合方式對汽油機性能的影響還沒有詳細的研究，因而需要通過試驗進行分析。

試驗采用一臺單缸雙燃料汽油機，其可以同時實現缸內直噴和進氣道端口噴射兩種噴射策略。進行兩種不同混合方式下的試驗：一種采用E30燃料（30%乙醇與70%汽油）進行缸內直噴；另一種采用汽油機的雙燃料模式，乙醇采用缸內直噴，汽油采用端口噴射，且乙醇含量30%，這種情況記為EDF。試驗分別在汽油機轉速為2000r/min和4000r/min且全負荷工況下進行，每種試驗進行3次，記錄每次試驗下的缸內平均有效壓力（IMEP）、熱釋放量和顆粒物排放，并利用高速相機以2D數字圖像的形式跟蹤缸內燃燒過程，采用Visioscope軟件利用雙色法對獲得的圖像進行分析，以評估缸內碳煙的形成。試驗結果表明：①EDF下的汽油機IMEP高于采用E30的汽油機，且在EDF情況下的汽油機燃燒數字圖像表現出小型局部化的擴散火焰，而E30表現出較大的擴散火焰；②由于EDF下的汽油機乙醇更易于蒸發和混合，因而形成的碳煙和產生的顆粒物均低于E30汽油機。

Francesco Catapano etal. SAE2017-01-0653.

編譯：李臣