王洪亮

（長春科技學(xué)院，吉林 長春 130000）

通過大量的實驗研究得出，丁醇作為一種含氧代替性燃料，可以有效降低發(fā)動機當(dāng)中產(chǎn)生的二氧化碳和一氧化碳等有害性氣體，通過對丁醇的自然性質(zhì)了解，有效分析出了燃燒溫度、所需要的壓力以及混合型氣體對燃燒延遲產(chǎn)生的作用，建立起了丁醇燃料的詳細化學(xué)動力模型并結(jié)合了EGR和含氧燃料，有效控制了氮化物和碳化物氣體的排放含量。

1 實驗設(shè)備和控制方案

（1）實驗裝置。實驗過程中所使用的發(fā)動機是一臺具有高渦輪增壓共軌四缸柴油機，規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)為國IV。在實驗過程當(dāng)中選用的是開放式的燃料噴射裝置，對噴油能力、噴油量等方面的參數(shù)實施有效調(diào)整。發(fā)動機當(dāng)中的詳細參數(shù)指標(biāo)需要符合燃油燃燒規(guī)定。

（2）實驗燃料。在該實驗當(dāng)中，所選用的是國IV低硫含量的柴油和丁醇作為基礎(chǔ)性燃料，然后再依照不同的混合比進行調(diào)和，從中獲得了不同比例和不同理化性質(zhì)的實驗性燃料。依照配合完成之后燃料當(dāng)中丁醇所占的具體比例，對實驗當(dāng)中燃料設(shè)定為丁醇含量為10%的混合型燃料、丁醇含量為20%的混合燃料以及丁醇含量為30%的混合燃料，以此來形成實驗對比。

（3）實驗方案。該實驗要保證在發(fā)動機穩(wěn)定運行狀態(tài)下來進行，選用的是實驗中發(fā)動機最大轉(zhuǎn)速扭矩2000rpm；將實驗處于0.5MPa與1.1MPa這兩種不同類型的平均性指標(biāo)壓力范圍內(nèi)進行，分別對應(yīng)的發(fā)動機所產(chǎn)生的30%與75%的整體負荷；為了充分保證實驗結(jié)果的有效性，在實驗過程當(dāng)中需要保證發(fā)動機油與發(fā)動機中冷卻水的溫度維持在80℃以上。

2 實驗結(jié)果分析

圖1和圖2是丁醇含量為20%的混合燃料和丁醇含量為30%的混合燃料，在發(fā)動機燃燒過程中放熱率與缸體壓力值對比：在IMEP達到0.5MPa的時候，其中丁醇含量為20%的混合燃料和丁醇含量為30%的混合燃料的缸體壓力比值均表現(xiàn)為由低到高再到低的狀態(tài)，同時和不添加丁醇的純柴油相比，在燃料當(dāng)中混合丁醇之后，缸體和放熱率的比值會不斷隨著丁醇混合量的上升而不斷下降，在IMEP上升到了1.2MPa的時候，這三種實驗性材料的具體放熱峰值都沒有出現(xiàn)比較明顯的變化，通過對圖2的分析可以看出，通過大比例混合丁醇的燃料，燃燒的時間更長并且缸體中產(chǎn)生的壓力更大，燃燒過程中的放熱率曲線更明顯。

圖1 丁醇含量為20%的混合燃料

圖2 丁醇含量為30%的混合燃料

通過對發(fā)動機燃燒過程中產(chǎn)生的參數(shù)隨著混合型燃料含有丁醇的比例變化圖，從中可以看出這三種不同類型的燃料，在啟動過程周期中都會隨著負荷量的上升而縮短。但是在相同的狀況下，發(fā)動機在燃燒過程中會隨著丁醇混合比例的增加而上升，其中對丁醇/柴油的混合型燃料的燃燒延遲主要原因表現(xiàn)在：在混合丁醇之后，混合型燃料當(dāng)中的十六烷的數(shù)值會不斷降低，進而形成了燃燒性下降；另一個方面來講，由于丁醇的汽化潛熱相比于柴油來講，在燃燒和蒸發(fā)過程中所吸收的熱量非常多，進而造成了發(fā)動機缸體內(nèi)部的溫度下降明顯，進而產(chǎn)生了反應(yīng)性能變低，燃燒性能變差。通過改變噴油參數(shù)保持在一定的范圍之內(nèi)，實現(xiàn)了發(fā)動機的動力、經(jīng)濟性的可行性措施，通過對EGR和燃燒相位方式可以對該實驗狀況，針對性研究了其中三種不同的CA50數(shù)值進行了測試，在相同EGR率之下，伴隨CA50的提前發(fā)動機產(chǎn)生的熱效應(yīng)會有所提升。

3 結(jié)語

通過對EGR對丁醇/柴油混合燃料發(fā)動機性能和排放的影響實驗分析可以看出，對丁醇/柴油混合燃料的使用，發(fā)動機的燃燒期會伴隨丁醇添加量會有所延長，并且燃燒的持續(xù)性會對應(yīng)的縮短，混合型燃料的比值會有所提升，燃燒的定容性會有所完善，隨著丁醇的添加比例不斷上升，發(fā)動機中排出的燃燒氣體排放量相比于對EGR的敏感程度有所下降，更有利于大比例的EGR在汽車發(fā)動機中的使用。

［1］孫萬臣，杜家坤，郭亮.壓燃式發(fā)動機燃用汽油/柴油混合燃料瞬變工況下燃燒及微粒排放特性分析［J］.內(nèi)燃機學(xué)報，2016，（2）

［2］肖明偉，何金戈，張惜輝.丁醇柴油對發(fā)動機性能的影響研究［J］.可再生能源2014，32（8）：1231-1234.