二甲醚-乙醇混合燃料預(yù)混燃燒的研究.pdf

1、二甲醚作為一種煤基替代燃料，對(duì)于緩解我國(guó)石油資源緊缺、保障國(guó)家能源安全及實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。同時(shí)，根據(jù)燃料設(shè)計(jì)理念，乙醇低十六烷值和高汽化潛熱的特點(diǎn)，有利于實(shí)現(xiàn)二甲醚-乙醇混合燃料的預(yù)混合燃燒，降低尾氣排放，有效緩解城市的空氣污染。
　　本文以一臺(tái)電控增壓二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，研究了乙醇含量對(duì)二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的影響，并采用噴射策略和廢氣再循環(huán)（EGR）實(shí)現(xiàn)了二甲醚-乙醇混合燃料的預(yù)混合燃燒。
　　搭建

2、了一套電控增壓二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)。試驗(yàn)系統(tǒng)主要包括一臺(tái)直列六缸四沖程直噴電控增壓二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)、電渦流測(cè)控機(jī)、燃燒分析儀、發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣測(cè)試系統(tǒng)、電子天平等。
　　考察了不同轉(zhuǎn)速、負(fù)荷下，乙醇含量對(duì)二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的影響，研究結(jié)果表明：隨著轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的增大，各燃料的燃燒逐漸向擴(kuò)散燃燒發(fā)展?；旌弦掖?，燃燒向預(yù)混燃燒發(fā)展；但隨著負(fù)荷的增大，乙醇的作用逐漸減弱。與純二甲醚相比，二甲醚-乙醇混合燃料的最大壓力升高率增加明顯，這限制了乙醇的

3、混合比例。相較于純二甲醚，二甲醚-乙醇混合燃料不僅同樣實(shí)現(xiàn)了無(wú)煙燃燒，還有助于降低 NOx排放；隨著負(fù)荷的增大，NOx降低幅度增大，最大降幅達(dá)到20.3％；但混合燃料的HC、CO排放和有效燃油消耗率有所上升。
　　采用多段噴射策略，考察了主噴時(shí)刻、預(yù)噴時(shí)刻和預(yù)噴量對(duì)二甲醚-乙醇混合燃料燃燒和排放特性的影響，研究結(jié)果表明：主噴時(shí)刻推遲，缸內(nèi)壓力曲線從單峰向雙峰轉(zhuǎn)變，NOx排放明顯降低，HC和CO排放，有效燃油消耗率和排溫有所升高。隨

4、著主噴時(shí)刻的推遲，乙醇對(duì)降低NOx排放的作用更加顯著，但過(guò)度推遲主噴時(shí)刻會(huì)導(dǎo)致燃燒惡化。采用預(yù)噴策略實(shí)現(xiàn)三階段放熱：預(yù)噴燃料的低溫反應(yīng)，預(yù)噴燃料的高溫反應(yīng)和主噴燃料的擴(kuò)散燃燒。預(yù)噴燃料發(fā)生了預(yù)混燃燒，有利于降低NOx排放。NOx排放隨預(yù)噴時(shí)刻先下降后上升，隨預(yù)噴量先快速下降后基本保持不變，這說(shuō)明存在一個(gè)最佳的噴射策略使NOx排放最低。不同噴射策略下，相較于純二甲醚，混合燃料都有利于降低NOx排放，但最大壓力升高率普遍較高，HC和CO排放