基于不同燃料混合方案的柴油机性能和排放比较



基于不同燃料混合方案的柴油机性能和排放比较

基于可再生资源的生物柴油或含氧燃料，对于发动机保持较高的运行效率和较低的环境影响而提出了新的挑战。研究了满足欧5标准的轻型柴油发动机分别使用汽油-柴油混合燃料、丁醇柴油混合燃料和商用柴油时，对发动机燃烧效率和废气排放的影响。丁醇柴油混合物由80%（体积）的柴油和20%的正丁醇（BU20）组成，汽油-柴油混合物由80%的柴油和20%的汽油（G20）组成。发动机试验在2500r/min转速和0.8MPa制动平均有效压力工况下进行。研究的重点集中于喷射策略和氧气的摄入浓度对烟尘、气体排放和燃烧噪声的影响。研究结果表明，相比单独燃料的喷射策略，加入汽油或丁醇之后，能够带来更长的点火延时和更好的挥发性，这有助于提高空气和燃料的混合，能够促进燃料气体更好地分散在燃烧室内，减少了能够产生烟尘的局部富燃料区域，降低了烟尘和NOx的排放。相比柴油和汽油-柴油混合物来说，由于氧气在氧化过程中的积极作用，丁醇-柴油混合物能够产生更少的未燃烧碳氢化合物（UHC）。对于柴油和混合燃料，更高的喷射压力能够有效减少烟尘的形成，但是却对柴油的NOx排放有着负面影响。尽管更高的预混合比例能减少烟尘排放并能够促使能量迅速增加且在更短的周期内释放，但是会产生较高的燃烧噪声。燃烧噪声的控制可以通过延迟燃烧相位角实现，但会损失一定的热效率。此外，含氧燃料可以在烟尘的形成（氧化过程中）发挥重要作用，即能有效地减少烟尘的形成。

刊名：Energy（英）

刊期：2014年第5期

作者：Stefano E.Iannuzzi et al

编译：陈鹏飞