燃油特性对HCCI发动机低温放热和高温放热以及最终性能的影响

摘要

采用1台增压4缸发动机评估了燃油特性对均质充量压燃(HCCI)发动机燃烧和性能的影响.在本研究中,选择了12种碳氢组分使之混合成馏出温度相同、辛烷值不同(研究法辛烷值RON=70、80、92)的若干种样品燃油.对于每种燃油,辛烷值相对于馏出温度的分布情况均相同,以确保在空气燃油压缩过程中缸内蒸汽的辛烷值相同.为了确认样品燃油和试验方法的合适性,还采用常规汽油(RON=90)进行了对比试验.由燃烧分析清楚地表明,低温放热与燃油特性有关.RON 92燃油的低温放热很小,且高温放热燃烧很慢.RON 92燃油被认为是适用于HCCI发动机的一种良好抗爆震燃油,但是在较高的发动机转速下,其高温放热特别迟,容易引起频繁熄火.尽管较高的辛烷值可以获得较高的热效率,但是发动机不能在高转速下运行.这种趋势在燃用常规汽油时也得到了证实.另外,低温放热起始点也与燃油特性有关.低温放热的相位和低温放热量会对高温放热的相位以及发动机的最终性能产生明显的影响.还研究了燃油化学成分对低温放热的影响.为了简化发动机试验,采用了3种不同的燃油:基准混合燃油、基准燃油掺6.5%n-庚烷、基准燃油掺6.5%甲苯.这三种燃油的低温放热热值和低温放热起始曲轴转角各不相同.在基准燃油中添加6.5%的n-庚烷或甲苯能改变HCCI的放热和HCCI发动机的性能.燃油成分必定是影响HCCI发动机燃烧的重要因素之一.