低壓縮比柴油機(jī)著火特性的研究

本研究的重點(diǎn)在于揭示低壓縮比柴油機(jī)燃用甲基脂肪酸酯（FAME）的著火特性以及發(fā)動(dòng)機(jī)性能。選用椰油甲酯（CME）為測(cè)試燃料，因?yàn)槠溆娠柡图谆舅狨?gòu)成，具有良好的著火特性。為了降低柴油機(jī)的壓縮比，在缸蓋與缸體之間加裝了一塊薄銅板，發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比由20.6降為15。

本研究共進(jìn)行了兩項(xiàng)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)：起動(dòng)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)試工作在3600r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行。將發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻到室溫后進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)速試驗(yàn)，此時(shí)潤滑油的溫度在303K或者稍低。起動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，先用三相交流電機(jī)將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速提高到3600r/min，然后按發(fā)動(dòng)機(jī)外特性設(shè)定的噴射參數(shù)進(jìn)行噴油，獲取發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工作前的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在穩(wěn)定工況試驗(yàn)時(shí)，通過改變噴油量調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的有效指示壓力從100kPa到最大，每100kPa設(shè)置為一個(gè)試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)。在每個(gè)試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)，獲取發(fā)動(dòng)機(jī)的性能數(shù)據(jù)及排放數(shù)據(jù)。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，與CME相比，柴油的著火時(shí)刻明顯延遲。壓縮比為16時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的失火狀況明顯，壓縮比為15時(shí)無法壓燃柴油但可以壓燃CME。在任意壓縮比情況下，CME的著火時(shí)刻明顯提前于柴油，因此低壓縮比情況下，CME也具有良好的自燃性。低壓縮比情況下，CME的有效熱效率和柴油相當(dāng)。隨著壓縮比的降低，NOx的排放降低。高負(fù)荷時(shí)，柴油的NOx排放稍高，這是由于柴油著火延遲導(dǎo)致放熱率較高。低壓縮比時(shí)，CME的碳煙排放比柴油低。

Yuya Abe et al.SAE 2012-32-0010.

編譯：劉偉