正丁醇-柴油-PODE3-4混合燃料的低溫燃燒試驗研究.pdf

1、正丁醇/柴油混合燃料的低溫燃燒(LTC)是柴油代用燃料的一種新型燃燒方式，近年來在國內(nèi)外得到廣泛研究。其通過采用大比例的廢氣再循環(huán)(EGR)，降低缸內(nèi)溫度，同時實現(xiàn)較低的NOx和碳煙排放。但由于正丁醇含氧量較小，對碳煙的降低非常有限，同時十六烷值低，可燃性不好，摻混大量正丁醇后，CO和HC排放增加，燃燒效率下降。添加具有高十六烷值、高可燃性和高含氧量的PODE3-4可以解決由于正丁醇十六烷值低而帶來的燃燒效率低問題，并且可以進一步降低碳

2、煙?；诖?，本文利用噴油策略耦合EGR技術實現(xiàn)柴油機低溫燃燒，在試驗臺架上系統(tǒng)研究純柴油(記D100)、柴油摻混體積比20％的正丁醇（記BD20）、柴油中摻混體積比20％的PODE3-4(記PD20)和正丁醇/柴油混合燃料BD20摻混體積比10％和20％的PODE3-4（記BDP10和BDP20）對發(fā)動機低溫燃燒的燃燒特性和排放特性的影響規(guī)律。
　　結果表明:在負荷BMEP0.4-0.8MPa時，D100，BD20，BDP10和B

3、DP20的預噴放熱始點和主噴放熱始點依次推遲，缸內(nèi)壓力和主噴放熱峰值依次升高。在BMEP1.2MPa時，D100，BD20，BDP10和BDP20的預噴放熱始點依次推遲，主噴放熱始點依次提前，缸內(nèi)壓力和主噴放熱峰值升高。在BMEP1.6MPa時，D100，BD20，BDP10和BDP20的放熱始點依次延遲，缸內(nèi)壓力和放熱峰值依次降低。隨著負荷的增加，四種燃料的Soot，CO和THC排放降低，NOx升高，聚集態(tài)顆粒物數(shù)濃度和總顆粒物質(zhì)量濃

4、度減小，D100和BD20的核態(tài)顆粒物數(shù)濃度先減小后增大，BDP10和BDP20核態(tài)顆粒物數(shù)濃度先減小后增大再減小;在中小EGR率（小于30％）的區(qū)域，EGR率增大，D100、BD20、PD20和BDP20的NOx排放明顯減小，Soot，CO和HC排放變化不明顯。在較大EGR率（大于30％）區(qū)域， EGR率增加，Soot、CO和HC排放急劇增加。隨著EGR率增大，D100、BD20、PD20和BDP20的總顆粒物數(shù)濃度先降低后升高，總顆

5、粒物質(zhì)量濃度先保持平穩(wěn)后急劇增加，核態(tài)顆粒物數(shù)濃度減少，聚集態(tài)顆粒物數(shù)濃度增加，顆粒物幾何平均粒徑先緩慢變化后快升高;采用預噴策略后，D100、BD20、PD20和BDP20的最大壓力升高率降低，Soot、CO和HC排放升高，NOx降低，核態(tài)顆粒物數(shù)濃度峰值減小，聚集態(tài)顆粒物數(shù)濃度峰值、幾何平均粒徑、總顆粒物數(shù)濃度和總顆粒物質(zhì)量濃度都增大;隨著噴油壓力的提高，D100、BD20、PD20和BDP20的噴霧貫穿距離增大，噴霧質(zhì)量改善，放熱

6、始點提前，缸內(nèi)壓力和放熱率峰值增大，最大壓力升高率增大，Soot和HC排放降低，NOx排放升高，CO變化不大，聚集態(tài)顆粒物數(shù)濃度峰值、總顆粒物數(shù)濃度和總顆粒物質(zhì)量濃度減小;此外，柴油摻混正丁醇后，滯燃期延長，燃燒持續(xù)期縮短，有效熱效率升高，燃燒效率下降，燃油消耗率增大，Soot排放減小，NOx、CO和HC排放增加;在正丁醇/柴油混合燃料添加PODE3-4后，放熱始點提前，燃燒速率增大，放熱峰值和缸內(nèi)平均壓力峰值上升，有效熱效率和燃燒效率