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丁醇柴油混合燃料对柴油机部分预混燃烧与排放影响的试验研究
| 论文题名： | 丁醇柴油混合燃料对柴油机部分预混燃烧与排放影响的试验研究 |
| 关键词： | 丁醇柴油;混合燃料;汽车柴油机;部分预混燃烧;排放效率 |
| 摘要： | 柴油机缸内部分预混燃烧（PPCI）是一种介于扩散燃烧和均质充量压燃之间的新型燃烧模式，具有同时改善NOx和碳烟排放并提高热效率的潜力；而正丁醇作为一种清洁与可再生燃料，具有较低的十六烷值和高挥发性，能够有效的延长滞燃期，促进燃油空气混合，是实现柴油机部分预混燃烧方式的良好替代燃料。 本文在一台4缸高压共轨柴油机上，通过单次早喷射或晚喷射方式，使燃油在燃烧开始之前全部喷入气缸内，实现了不同比例丁醇柴油混合燃料的部分预混压燃，探索了丁醇燃料特性、喷油正时、喷油压力、负荷率等参数对部分预混燃烧与排放的影响规律，同时利用低压撞击器（LPI）研究了喷油正时和负荷率对碳烟颗粒物质量尺寸分布的影响。结果表明：无论是早喷或是晚喷预混模式，均具有长预混合期，有利于形成均匀预混合气，大大降低了碳烟的生成，碳烟颗粒物质量减少且峰值所对应的尺寸向粒径更小的方向移动；相同条件下，与纯柴油相比，随着丁醇掺混比例增大，滞燃期增大，烟度获得较大改善，最大降幅可达到70％，而NOx排放略有上升；同时碳烟颗粒物质量减少，但掺混丁醇对颗粒物的质量尺寸分布影响不大。此外，高比例的丁醇掺混可以在较低的喷射压力、适中的EGR下实现部分预混燃烧，在不牺牲燃油经济性的前提下降低排放；随着负荷增大，滞燃期缩短，预混燃烧比例减小，高负荷时，纯柴油（B00）已呈现出明显的扩散燃烧，但高比例的丁醇掺混（B30）仍保持有很高的预混燃烧比例，扩大了部分预混燃烧的工况运行范围，表明掺混丁醇燃料后更有利于实现部分预混燃烧。 在单次喷射的基础上，探索了后喷射参数（后喷油量、主后喷间隔）对部分预混燃烧放热与排放的影响。结果表明：适当的后喷油量和合理的主后喷间隔角能够使后喷射燃油在主喷燃烧后期进行燃烧放热，促进碳烟的氧化，在一定程度上降低了烟度和HC排放，而燃油消耗率基本不受影响。 |
| 作者： | 李帅 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 成晓北 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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