提高酒精-汽油混合燃料发动机效率的可能性研究

提高酒精-汽油混合燃料发动机效率的可能性研究

主要对抗暴指数（AKI）为87的酒精-汽油混合燃料进行了火花塞点火燃烧试验，并对试验结果进行了研究和分析。试验中主要用到了两种形式的混合燃料，一种是将异丁醇与汽油以24%的体积比混合的低混合形式（IB24），另一种则是将乙醇与汽油以30%的体积比混合的中等混合形式（E30）。对单缸发动机的研究分别是在9.2:1低空压比和5: 1高空压比两种工况下进行的。该发动机配备了液压驱动阀门、吸入试验空气，并能进行外部废气再循环（EGR）。所有燃料的研究都在λ=1满载条件下进行，使用0和15%的外部冷却EGR。结果表明，辛烷值更高的混合燃料在高空压比的情况下，能够更有效地产生大扭矩，因此E30在高空压比的情况下能够产生更大的扭矩。具体来说，由于乙醇的独特性质，相比抗暴指数（AKI）为87的酒精-汽油混合燃油在λ=1时满载，平均有效压力为2MPa的条件下（使用15%的EGR，不使用EGR技术但保持平均有效压力为1.85MPa），使用E30可以使发动机在压缩比为11.85∶1条件下产生力矩的能力提高1倍。EGR技术的应用充分展现了燃料的热力学优势。结果表明，E30的应用有利于减小发动机尺寸和降低发动机转速，实现发动机的降速增扭，即便是在高空压比的工况下。结果表明，使用乙醇与汽油以30%的体积比混合的中等混合形式（E30），发动机和车辆优化可以抵消酒精-汽油混合燃料中减低的那部分能量，并且有可能降低汽车燃油的消耗量和尾气中的CO2排放量。在试验过程中，这种混合燃料容易出现敲缸现象，这也成为现在发动机负荷的因素，同时，混合燃料的燃烧持续时间相对较短一些。

Derek Splitter et al.SAE 2014-01-1231.

编译：罗家庆