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可變壓縮比對(duì)混合燃料柴油機(jī)燃燒和排放特性的影響

柴油對(duì)國(guó)家工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要作用，但廣泛使用將造成嚴(yán)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(duì)此，本文通過試驗(yàn)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(shí)，需與傳統(tǒng)燃料混合，文中將異丙醇與標(biāo)準(zhǔn)柴油混合，為改善混合燃料的低溫流動(dòng)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?jǐn)?shù)分別為10%、15%和20%的異丙醇和體積分?jǐn)?shù)為5%的乙醚與標(biāo)準(zhǔn)柴油形成的混合燃料IPD15、IPD20和IPD25。試驗(yàn)采用一臺(tái)0.6L單缸發(fā)動(dòng)機(jī)，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(gè)過程不需要中斷發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。之后進(jìn)行不同壓縮比、不同混合比下的共混燃料燃燒試驗(yàn)，并利用氣體分析儀和煙度計(jì)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)排放。結(jié)果顯示：①壓縮比為17時(shí)，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(jìn)了NOx的形成；②壓縮比為18時(shí)，IPD15的缸內(nèi)峰值壓力最高，這可能是由于預(yù)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(diǎn)火延遲較長(zhǎng)，導(dǎo)致預(yù)混燃燒階段燃燒室內(nèi)大量燃料堆積而造成的；④低負(fù)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(dòng)機(jī)負(fù)荷增加而逐漸減小，這可能是由于發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(shí)分別降低了13%和5%。

AjaySinghVermaetal. SAE 2015-24-2486.

編譯：李臣