柴油機燃用正丁醇-柴油混合燃料的試驗及數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著環(huán)境問題與能源危機的日益突出，發(fā)展代用燃料已經(jīng)成為內(nèi)燃機節(jié)能減排的有效途徑之一。國內(nèi)外的試驗研究表明，正丁醇作為第二代生物燃料，可以顯著降低柴油機碳煙的排放。本文主要通過發(fā)動機臺架試驗和數(shù)值模擬相結合的方式，研究不同比例的正丁醇和不同渦流比對發(fā)動機動力性、排放性和經(jīng)濟性的影響。
　　互溶性試驗表明：常溫常壓下，正丁醇和柴油在不添加任何助溶劑的條件下能迅速混合，且互溶性和穩(wěn)定性都很好。B40（正丁醇體積比例40％）混合燃料靜置7

2、天不出現(xiàn)分層現(xiàn)象。
　　燃燒性能試驗表明：100%負荷工況下，B0~B30范圍內(nèi)，混合燃料的滯燃期逐漸延長，且缸內(nèi)最大爆發(fā)壓力逐漸升高。額定工況下，B40混合燃料的缸內(nèi)最大爆發(fā)壓力相對于純柴油降低10.5%，功率降低，不能滿足動力要求。
　　排放性能試驗表明：小負荷（10%，25%）時，混合燃料的碳煙和NO排放略低于純柴油。中等負荷（50%）時，隨著正丁醇比例的增加，混合燃料的碳煙排放逐漸降低， NO排放基本不變。大負荷（7

3、5%，100%）時，隨著正丁醇比例的增加，NO排放升高，碳煙排放顯著降低。相同負荷條件下，隨著正丁醇比例的增加，HC排放先降低后升高。其中，B15混合燃料的HC排放最低。大負荷時，CO排放隨著正丁醇比例的增加而逐漸降低，而中小負荷時，CO排放逐漸升高。
　　經(jīng)濟性能試驗表明：B5~B20混合燃料的燃油消耗率相對于純柴油上升不明顯。B30混合燃料的折合燃油消耗率相對于純柴油最高上升4.7%，B40混合燃料上升幅度為23%。
　

4、　由于本試驗發(fā)動機主要全負荷運行，因此 B30為最優(yōu)方案。
　　數(shù)值模擬結果表明：純柴油條件下，隨著渦流比的增加，缸內(nèi)平均壓力峰值、缸內(nèi)最高平均溫度、累積放熱量和NO排放都逐漸升高，而碳煙排放逐漸降低。B20條件下，隨著渦流比的增加，缸內(nèi)平均壓力峰值、缸內(nèi)平均溫度逐漸升高，累積放熱量和碳煙排放逐漸降低，NO排放呈先升高后降低的趨勢。B30條件下，隨著渦流比的增加，缸內(nèi)平均壓力峰值、缸內(nèi)平均溫度、NO排放呈先升高后降低的趨勢，累積放