燃料特性和含氧燃料对柴油机低温燃烧影响的试验研究

摘要

柴油机低温燃烧(LTC),由于在降低排放方面具有巨大潜力,因而是目前国内外研究的热点课题。燃料特性参数对低温燃烧和排放特性具有重要影响。本文通过发动机台架试验的手段,采用分离变量法,研究了沸点、燃料组分、十六烷值、含氧作用以及含氧燃料分子结构等燃料特性对低温燃烧的燃烧过程和排放产物的影响。
　　在柴油中掺混不同理化特性的燃料,研究了十六烷值、沸点和燃料组分等理化特性对低温燃烧的影响。结果表明,十六烷值是影响低温燃烧的燃烧特性和碳烟排放的重要因素。较低的十六烷值能够有效延长滞燃期,增大燃烧预混程度,从而降低碳烟排放;而在高EGR率下,十六烷值对燃烧和碳烟排放的影响更加明显。沸点和燃料组分的改变对低温燃烧的燃烧特性影响不大;在较高掺混比例下,低沸点燃料可在一定程度上降低碳烟排放,而在较低掺混比例下,低沸点燃料对碳烟的影响很小。
　　在研究燃料理化特性对低温燃烧影响的基础上,进一步针对含氧燃料对低温燃烧的影响进行了研究。对柴油掺混正丁醇低温燃烧的研究表明,十六烷值是决定燃烧特性的关键因素。柴油掺混正丁醇能够显著改善低温燃烧的碳烟排放,含氧作用对碳烟排放的降低作用最为显著,其次是十六烷值作用。而对不同分子结构含氧燃料低温燃烧的研究表明,含氧燃料的分子结构是影响低温燃烧碳烟排放的因素。本文研究条件下,羟基(-OH)位置不同的同分异构体正丁醇和仲丁醇在碳烟排放上差异较小;而官能团不同的正丁醇和辛酸甲酯则差异较为明显,羟基(-OH)燃料正丁醇的分子结构相对酯基(-COO-)燃料辛酸甲酯对碳烟排放的降低能力更强。
　　在本文试验条件下,混合燃料的不同特性对低温燃烧的NOx、CO、THC等气体排放物影响不大。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 内燃机面临的挑战

1.3 柴油机新型燃烧方式

1.4 含氧燃料的研究及进展

1.5 本课题的研究意义和内容

第二章 试验系统和研究方法

2.1 试验台架和仪器设备

2.2 试验方法

第三章 燃料理化特性对柴油机低温燃烧影响的试验研究

3.1 十六烷值的影响

3.2 沸点和燃料组分的影响

3.3 本章小结

第四章 含氧燃料对柴油机低温燃烧影响机理的试验研究

4.1 含氧燃料含氧作用的影响

4.2 含氧燃料分子结构的影响

4.3 本章小结

第五章 全文总结与工作展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

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