煤基醇類混合燃料對(duì)增壓中冷柴油機(jī)性能的影響研究.pdf

1、隨著汽車保有量的增加，能源短缺和環(huán)境污染已成為制約內(nèi)燃機(jī)發(fā)展的兩大問題，尋找石油替代燃料來緩解能源危機(jī)，降低污染物排放成為當(dāng)務(wù)之急。而粗放型的煤炭燃燒被認(rèn)為是造成霧霾等污染問題的主要原因，大力發(fā)展煤炭清潔化利用，將煤炭的清潔化利用與內(nèi)燃機(jī)替代燃料的開發(fā)工作相結(jié)合，對(duì)促進(jìn)煤炭企業(yè)轉(zhuǎn)型、緩解能源危機(jī)和污染從源頭到終端的防治有著重要的可持續(xù)發(fā)展意義。
　　結(jié)合山西煤炭大省的能源優(yōu)勢和煤化工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展優(yōu)勢，將煤間接液化得到的 F-T柴油應(yīng)

2、用于柴油機(jī)中，因其具有較高的十六烷值，能夠顯著降低 NOX排放，但其過高的十六烷值使得擴(kuò)散燃燒的比重增加，存在碳煙排放增加的趨勢，而醇類燃料是一種應(yīng)用廣泛的含氧燃料，能夠降低碳煙排放，因此本文在F-T柴油中摻燒低碳醇類混合燃料以實(shí)現(xiàn)NOX與碳煙的同步降低。
　　由于 F-T柴油與醇類燃料不能互溶，為了解決混合燃料的穩(wěn)定性問題，本文首先以 F-T柴油與甲醇為例來研究 F-T柴油與醇類燃料的互溶性，選出助溶效果最好的正癸醇作為混合燃料

3、的助溶劑，配制10％體積比的煤基甲醇、乙醇、丁醇混合燃料分別記為 M10、E10、N10，通過測試和計(jì)算得到混合燃料的理化特性：相對(duì)于0＃柴油，混合燃料的十六烷值、c(H)/c(C)和含氧量增加，硫含量、動(dòng)力粘度與密度降低，體積熱值降低。這些理化特性對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)性能產(chǎn)生直接影響。
　　通過發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，研究了混合燃料的理化特性對(duì)燃燒、動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性、常規(guī)與非常規(guī)排放以及振動(dòng)特性的影響規(guī)律?；旌先剂系母呤橹堤匦允沟闷錅计谂c預(yù)混合燃

4、燒期小于0#柴油大于F-T柴油，而擴(kuò)散燃燒期卻恰好相反；缸壓峰值、燃燒放熱率峰值相對(duì)于0#柴油都有所降低，缸壓峰值相位推遲，燃燒放熱率峰值相位提前，燃燒放熱中心累計(jì)放熱量達(dá)50%時(shí)對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角 CA50有所推遲。醇類燃料較低的體積熱值使混合燃料的動(dòng)力性能相比于0#柴油平均降低10%左右，混合燃料的質(zhì)量熱值決定了其有效燃油消耗率上升，有效熱效率下降；混合燃料的高十六烷值含氧特性實(shí)現(xiàn)了碳煙與 NOX的同時(shí)降低，解決了 NOX與碳煙排放的此

5、消彼長的關(guān)系；醇類燃料的高汽化潛熱值使得 HC排放有所升高，混合燃料的高 c(H)/c(C)及含氧特性使得 CO排放明顯降低；混合燃料的醇類排放主要來源于混合氣中的未燃醇，得益于混合燃料以 F-T柴油為基礎(chǔ)燃料，甲醛排放有大幅度的降低。0#柴油的噴油泵振動(dòng)幅值最小，混合燃料的振動(dòng)幅值增加；柴油機(jī)缸蓋振動(dòng)信號(hào)中，由燃燒激勵(lì)導(dǎo)致的缸蓋振動(dòng)加速度幅值最大，進(jìn)氣門開啟時(shí)氣體沖擊導(dǎo)致的振動(dòng)加速度幅值最小，氣門開啟時(shí)的氣體截流沖擊小于氣門關(guān)閉時(shí)的氣