不同燃料混合方式對(duì)雙燃料汽油機(jī)性能的影響

化石燃料的枯竭，使汽油機(jī)的研究方向轉(zhuǎn)向?qū)π氯剂系拈_發(fā)。與汽油物理化學(xué)特性相似的乙醇，將成為替代傳統(tǒng)汽油最具潛力的燃料。目前，為保證汽油機(jī)的性能，還不能單獨(dú)將乙醇作為燃料，需要與傳統(tǒng)汽油混合而在燃燒室內(nèi)形成混合燃料。實(shí)現(xiàn)燃料混合的方式有兩種：一種是將汽油與乙醇按照一定比例混合形成混合燃料，將混合燃料作為汽油機(jī)的燃料；另一種是將汽油和乙醇共同作為汽油機(jī)燃料同時(shí)噴射到燃燒室內(nèi)，形成混合燃料。兩種不同混合方式的差異在于，前者乙醇和汽油的混合發(fā)生在燃燒室外部，而后者發(fā)生在燃燒室內(nèi)部。兩種不同燃料混合方式對(duì)汽油機(jī)性能的影響還沒有詳細(xì)的研究，因而需要通過試驗(yàn)進(jìn)行分析。

試驗(yàn)采用一臺(tái)單缸雙燃料汽油機(jī)，其可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)直噴和進(jìn)氣道端口噴射兩種噴射策略。進(jìn)行兩種不同混合方式下的試驗(yàn)：一種采用E30燃料（30%乙醇與70%汽油）進(jìn)行缸內(nèi)直噴；另一種采用汽油機(jī)的雙燃料模式，乙醇采用缸內(nèi)直噴，汽油采用端口噴射，且乙醇含量30%，這種情況記為EDF。試驗(yàn)分別在汽油機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min和4000r/min且全負(fù)荷工況下進(jìn)行，每種試驗(yàn)進(jìn)行3次，記錄每次試驗(yàn)下的缸內(nèi)平均有效壓力（IMEP）、熱釋放量和顆粒物排放，并利用高速相機(jī)以2D數(shù)字圖像的形式跟蹤缸內(nèi)燃燒過程，采用Visioscope軟件利用雙色法對(duì)獲得的圖像進(jìn)行分析，以評(píng)估缸內(nèi)碳煙的形成。試驗(yàn)結(jié)果表明：①EDF下的汽油機(jī)IMEP高于采用E30的汽油機(jī)，且在EDF情況下的汽油機(jī)燃燒數(shù)字圖像表現(xiàn)出小型局部化的擴(kuò)散火焰，而E30表現(xiàn)出較大的擴(kuò)散火焰；②由于EDF下的汽油機(jī)乙醇更易于蒸發(fā)和混合，因而形成的碳煙和產(chǎn)生的顆粒物均低于E30汽油機(jī)。

Francesco Catapano etal. SAE2017-01-0653.

編譯：李臣