王洪亮

（長(zhǎng)春科技學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130000）

通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)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(dòng)機(jī)當(dāng)中產(chǎn)生的二氧化碳和一氧化碳等有害性氣體，通過(guò)對(duì)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(duì)燃燒延遲產(chǎn)生的作用，建立起了丁醇燃料的詳細(xì)化學(xué)動(dòng)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(shí)驗(yàn)設(shè)備和控制方案

（1）實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所使用的發(fā)動(dòng)機(jī)是一臺(tái)具有高渦輪增壓共軌四缸柴油機(jī)，規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)IV。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中選用的是開(kāi)放式的燃料噴射裝置，對(duì)噴油能力、噴油量等方面的參數(shù)實(shí)施有效調(diào)整。發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)中的詳細(xì)參數(shù)指標(biāo)需要符合燃油燃燒規(guī)定。

（2）實(shí)驗(yàn)燃料。在該實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，所選用的是國(guó)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(jìn)行調(diào)和，從中獲得了不同比例和不同理化性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)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(lái)形成實(shí)驗(yàn)對(duì)比。

（3）實(shí)驗(yàn)方案。該實(shí)驗(yàn)要保證在發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下來(lái)進(jìn)行，選用的是實(shí)驗(yàn)中發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速扭矩2000rpm；將實(shí)驗(yàn)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(jìn)行，分別對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的30%與75%的整體負(fù)荷；為了充分保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中需要保證發(fā)動(dòng)機(jī)油與發(fā)動(dòng)機(jī)中冷卻水的溫度維持在80℃以上。

2 實(shí)驗(yàn)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(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程中放熱率與缸體壓力值對(duì)比：在IMEP達(dá)到0.5MPa的時(shí)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(shí)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(huì)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(shí)候，這三種實(shí)驗(yàn)性材料的具體放熱峰值都沒(méi)有出現(xiàn)比較明顯的變化，通過(guò)對(duì)圖2的分析可以看出，通過(guò)大比例混合丁醇的燃料，燃燒的時(shí)間更長(zhǎng)并且缸體中產(chǎn)生的壓力更大，燃燒過(guò)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(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)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(dòng)過(guò)程周期中都會(huì)隨著負(fù)荷量的上升而縮短。但是在相同的狀況下，發(fā)動(dòng)機(jī)在燃燒過(guò)程中會(huì)隨著丁醇混合比例的增加而上升，其中對(duì)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(huì)不斷降低，進(jìn)而形成了燃燒性下降；另一個(gè)方面來(lái)講，由于丁醇的汽化潛熱相比于柴油來(lái)講，在燃燒和蒸發(fā)過(guò)程中所吸收的熱量非常多，進(jìn)而造成了發(fā)動(dòng)機(jī)缸體內(nèi)部的溫度下降明顯，進(jìn)而產(chǎn)生了反應(yīng)性能變低，燃燒性能變差。通過(guò)改變噴油參數(shù)保持在一定的范圍之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)性的可行性措施，通過(guò)對(duì)EGR和燃燒相位方式可以對(duì)該實(shí)驗(yàn)狀況，針對(duì)性研究了其中三種不同的CA50數(shù)值進(jìn)行了測(cè)試，在相同EGR率之下，伴隨CA50的提前發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱效應(yīng)會(huì)有所提升。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)EGR對(duì)丁醇/柴油混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排放的影響實(shí)驗(yàn)分析可以看出，對(duì)丁醇/柴油混合燃料的使用，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒期會(huì)伴隨丁醇添加量會(huì)有所延長(zhǎng)，并且燃燒的持續(xù)性會(huì)對(duì)應(yīng)的縮短，混合型燃料的比值會(huì)有所提升，燃燒的定容性會(huì)有所完善，隨著丁醇的添加比例不斷上升，發(fā)動(dòng)機(jī)中排出的燃燒氣體排放量相比于對(duì)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(dòng)機(jī)中的使用。

［1］孫萬(wàn)臣，杜家坤，郭亮.壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)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(jī)學(xué)報(bào)，2016，（2）

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