二甲醚-乙醇混合燃料預混燃燒的研究.pdf

1、二甲醚作為一種煤基替代燃料，對于緩解我國石油資源緊缺、保障國家能源安全及實現(xiàn)經(jīng)濟的健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。同時，根據(jù)燃料設(shè)計理念，乙醇低十六烷值和高汽化潛熱的特點，有利于實現(xiàn)二甲醚-乙醇混合燃料的預混合燃燒，降低尾氣排放，有效緩解城市的空氣污染。
　　本文以一臺電控增壓二甲醚發(fā)動機為研究對象，研究了乙醇含量對二甲醚發(fā)動機燃燒特性的影響，并采用噴射策略和廢氣再循環(huán)（EGR）實現(xiàn)了二甲醚-乙醇混合燃料的預混合燃燒。
　　搭建

2、了一套電控增壓二甲醚發(fā)動機試驗系統(tǒng)。試驗系統(tǒng)主要包括一臺直列六缸四沖程直噴電控增壓二甲醚發(fā)動機、電渦流測控機、燃燒分析儀、發(fā)動機尾氣測試系統(tǒng)、電子天平等。
　　考察了不同轉(zhuǎn)速、負荷下，乙醇含量對二甲醚發(fā)動機燃燒特性的影響，研究結(jié)果表明：隨著轉(zhuǎn)速和負荷的增大，各燃料的燃燒逐漸向擴散燃燒發(fā)展?；旌弦掖?，燃燒向預混燃燒發(fā)展；但隨著負荷的增大，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現(xiàn)了無煙燃燒，還有助于降低 NOx排放；隨著負荷的增大，NOx降低幅度增大，最大降幅達到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，考察了主噴時刻、預噴時刻和預噴量對二甲醚-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、著主噴時刻的推遲，乙醇對降低NOx排放的作用更加顯著，但過度推遲主噴時刻會導致燃燒惡化。采用預噴策略實現(xiàn)三階段放熱：預噴燃料的低溫反應，預噴燃料的高溫反應和主噴燃料的擴散燃燒。預噴燃料發(fā)生了預混燃燒，有利于降低NOx排放。NOx排放隨預噴時刻先下降后上升，隨預噴量先快速下降后基本保持不變，這說明存在一個最佳的噴射策略使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