内燃机工程

作者：任哲,卢康博,孙滔,杨凯,石磊,韩东

单位：上海交通大学 动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240,上海交通大学 动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240,上海交通大学 动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240,上海交通大学 动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240,上海交通大学 动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240,上海交通大学 动力机械与工程教育部重点实验室,上海 200240

关键词：正丁醚,柴油,混合燃料,发动机,燃烧,排放,

基金：国家自然科学基金项目（51776124）

基于一台单缸压燃式发动机，研究了正丁醚（di-n-butyl ether， DnBE）/柴油混合燃料的燃烧与排放特性，并与纯柴油的试验结果进行了对比。分别采用平均指示有效压力（indicated mean effective pressure， IMEP）即发动机负荷0.55 MPa、0.65 MPa、0.75 MPa，废气再循环（exhaust gas recirculation， EGR）率0%、15%、30%，喷油正时上止点后-15°、-10°、-5°、0°及正丁醚掺混体积比20%、40%，综合评估了正丁醚/柴油混合燃料在不同发动机运行工况下的特性。台架试验结果表明：相比于纯柴油，正丁醚的添加使得缸内压力上升相位及放热开始时刻提前，并且在30% EGR率工况下更加明显。在所有测试工况下，正丁醚/柴油混合燃料的预混燃烧比例均小于纯柴油，且第一阶段放热率峰值更低。由于十六烷值的差异，40%正丁醚/柴油混合燃料的着火延迟时间与燃烧持续期更短且燃烧重心更早，表明其具有更快的燃烧速率。试验发现大比例正丁醚/柴油混合燃料的燃烧等容度更高，指示热效率高于纯柴油。此外，添加正丁醚后尾气中的NOx与碳烟排放都会降低，而提高EGR率或推迟喷油均能有效减少NOx的生成。综合而言，添加正丁醚可以有效缓解柴油机中NOx排放、碳烟排放与指示热效率之间的权衡关系。

来源：2022年第4期

《内燃机工程》期刊编辑部

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