EG R对丁醇/柴油混合燃料发动机性能和排放的影响阐述

王洪亮

（长春科技学院，吉林 长春 130000）

通过大量的实验研究得出，丁醇作为一种含氧代替性燃料，可以有效降低发动机当中产生的二氧化碳和一氧化碳等有害性气体，通过对丁醇的自然性质了解，有效分析出了燃烧温度、所需要的压力以及混合型气体对燃烧延迟产生的作用，建立起了丁醇燃料的详细化学动力模型并结合了EGR和含氧燃料，有效控制了氮化物和碳化物气体的排放含量。

1 实验设备和控制方案

（1）实验装置。实验过程中所使用的发动机是一台具有高涡轮增压共轨四缸柴油机，规定的排放标准为国IV。在实验过程当中选用的是开放式的燃料喷射装置，对喷油能力、喷油量等方面的参数实施有效调整。发动机当中的详细参数指标需要符合燃油燃烧规定。

（2）实验燃料。在该实验当中，所选用的是国IV低硫含量的柴油和丁醇作为基础性燃料，然后再依照不同的混合比进行调和，从中获得了不同比例和不同理化性质的实验性燃料。依照配合完成之后燃料当中丁醇所占的具体比例，对实验当中燃料设定为丁醇含量为10%的混合型燃料、丁醇含量为20%的混合燃料以及丁醇含量为30%的混合燃料，以此来形成实验对比。

（3）实验方案。该实验要保证在发动机稳定运行状态下来进行，选用的是实验中发动机最大转速扭矩2000rpm；将实验处于0.5MPa与1.1MPa这两种不同类型的平均性指标压力范围内进行，分别对应的发动机所产生的30%与75%的整体负荷；为了充分保证实验结果的有效性，在实验过程当中需要保证发动机油与发动机中冷却水的温度维持在80℃以上。

2 实验结果分析

图1和图2是丁醇含量为20%的混合燃料和丁醇含量为30%的混合燃料，在发动机燃烧过程中放热率与缸体压力值对比：在IMEP达到0.5MPa的时候，其中丁醇含量为20%的混合燃料和丁醇含量为30%的混合燃料的缸体压力比值均表现为由低到高再到低的状态，同时和不添加丁醇的纯柴油相比，在燃料当中混合丁醇之后，缸体和放热率的比值会不断随着丁醇混合量的上升而不断下降，在IMEP上升到了1.2MPa的时候，这三种实验性材料的具体放热峰值都没有出现比较明显的变化，通过对图2的分析可以看出，通过大比例混合丁醇的燃料，燃烧的时间更长并且缸体中产生的压力更大，燃烧过程中的放热率曲线更明显。

图1 丁醇含量为20%的混合燃料

图2 丁醇含量为30%的混合燃料

通过对发动机燃烧过程中产生的参数随着混合型燃料含有丁醇的比例变化图，从中可以看出这三种不同类型的燃料，在启动过程周期中都会随着负荷量的上升而缩短。但是在相同的状况下，发动机在燃烧过程中会随着丁醇混合比例的增加而上升，其中对丁醇/柴油的混合型燃料的燃烧延迟主要原因表现在：在混合丁醇之后，混合型燃料当中的十六烷的数值会不断降低，进而形成了燃烧性下降；另一个方面来讲，由于丁醇的汽化潜热相比于柴油来讲，在燃烧和蒸发过程中所吸收的热量非常多，进而造成了发动机缸体内部的温度下降明显，进而产生了反应性能变低，燃烧性能变差。通过改变喷油参数保持在一定的范围之内，实现了发动机的动力、经济性的可行性措施，通过对EGR和燃烧相位方式可以对该实验状况，针对性研究了其中三种不同的CA50数值进行了测试，在相同EGR率之下，伴随CA50的提前发动机产生的热效应会有所提升。

3 结语

通过对EGR对丁醇/柴油混合燃料发动机性能和排放的影响实验分析可以看出，对丁醇/柴油混合燃料的使用，发动机的燃烧期会伴随丁醇添加量会有所延长，并且燃烧的持续性会对应的缩短，混合型燃料的比值会有所提升，燃烧的定容性会有所完善，随着丁醇的添加比例不断上升，发动机中排出的燃烧气体排放量相比于对EGR的敏感程度有所下降，更有利于大比例的EGR在汽车发动机中的使用。

［1］孙万臣，杜家坤，郭亮.压燃式发动机燃用汽油/柴油混合燃料瞬变工况下燃烧及微粒排放特性分析［J］.内燃机学报，2016，（2）

［2］肖明伟，何金戈，张惜辉.丁醇柴油对发动机性能的影响研究［J］.可再生能源2014，32（8）：1231-1234.