汽油与DTBP混合燃料压燃试验研究.pdfVIP

中国工程热物理学会 燃烧学 学术会议论文 编号:094023 汽油与DTBP 混合燃料压燃试验研究 梁晨, 纪常伟, 戴晓旭，胡博，刘达洋 （北京工业大学环境与能源工程学院，北京 100124） （电话 E-mail:liangchen0629@） 关键词：汽油 DTBP 混合燃料 燃烧 排放 为了拓宽柴油机的燃料使用范围，同时分析DTBP 点火促进剂对高辛烷值燃料在压 燃方面应用的可行性以及今后的使用和发展前景。本文在压燃式柴油机台架上将一定体 积分数的DTBP 混入汽油中并喷入燃烧室，以研究汽油混合DTBP 的可行性以及对燃烧 和排放的影响。 本实验发动机为IVECO SOFIMO 8140.47 直列4 缸涡轮增压中冷直喷柴油机。试验 转速设定为1400 r/min，试验范围为0 -140 N·m 。在柴油与DTBP 的混合实验研究中， DTBP 作为点火促进剂，因其自燃温度低、扩散及燃烧速度快、蒸发雾化性能好等特点， 能够提高柴油的十六烷值，明显缩短柴油的滞燃期。通过参考DTBP 与LPG 混合燃烧 的数据，在本试验中，DTBP 与汽油按照 15/85 的体积比例进行混合。通过与原机各工 况点第4 缸的缸压和排放数据进行对比，确定汽油混合DTBP 的可行性以及对燃烧和排 放的影响。 2 实验结果及分析 2.1 汽油/DTBP 混合燃料的燃烧范围 图2 为1400r/min、原机与汽油/DTBP 混合燃料燃烧的转矩随油门开度变化的曲线。 图2 表明在随着油门开度的增大，当燃烧柴油时原机转矩可达到140 N·m，而汽油/DTBP 混合燃料的转矩仅能提高到80 N·m。 在传统柴油喷射过程中由柴油对高压油泵柱塞及针阀进行润滑，由于汽油的密度和 粘度小于柴油，当燃烧汽油混合燃料时，对于部件的的润滑性能较差，并造成了喷油系 统内由于润滑不足而引起的柱塞及针阀卡滞，因此在汽油/DTBP 混合燃料燃烧时随着油 门开度的增加转矩仅能提高到80 N·m。 图2 发动机转矩变化曲线 2.2 汽油/DTBP 混合燃料对柴油机燃烧的影响 图3 为 1400r/min、原机与汽油/DTBP 混合燃料燃烧的缸压峰值随制动平均有效压 力变化的曲线。图3 表明汽油/DTBP 混合燃料燃烧的缸压峰值与柴油原机的变化趋势相 符,且在20N·m 之后高于柴油原机。 这主要是因为汽油的雾化及挥发性能均高于柴油。随着喷油量的增加，在预混燃烧 阶段，当DTBP 被压燃后参与燃烧的汽油量增加且多于相同状况下原机的柴油量，因此 使得当转矩高于20N·m 之后汽油/DTBP 混合燃料的缸压峰值高于柴油原机。 图3 缸压峰值随bmep 变化的曲线 图4 为1400r/min、原机与汽油/DTBP 混合燃料燃烧缸压峰值的曲轴转角随制动平 均有效压力的变化曲线。图4 表明缸压峰值转角随bmep 增加而错后，但汽油/DTBP 混 合燃料燃烧的缸压峰值转角比柴油原机提前0.2-1.1°CA 。 这主要是因为汽油和DTBP 较柴油更易雾化，同时汽油的挥发性更强，因此使得汽 油/DTBP 混合燃料的预混燃烧期较柴油原机缩短，导致其缸压峰值位置前移。当DTBP 与柴油进行混合燃烧时也导致混合燃料预混燃烧期缩短，但因柴油的雾化和挥发性较汽 油较差，因此其缸压峰值有所降低。而汽油的雾化及挥发性能好,使得汽油/DTBP 混合 燃料的在预混燃烧阶段有更多的燃料参与燃烧，改善了燃烧状况，因此在提高缸压峰值 的同时提前了峰值位置转角。 图4 缸压峰值转角随bmep 的曲线 图5 为1400r/min、不同制动平均有效压力下原机与汽油/DTBP 混合燃料的10%已 燃能量分数对应的曲轴转角(CA 0-10%)变化曲线。图5 表明，汽油/DTBP 混合燃料的10% 已燃能量分数对应的曲轴转角明显滞后于柴油原机1-1.5°CA。 这主要是因为汽油混合DTBP 后虽然十六烷值有所提高并