第6期（总第233期） 2017年12月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No 6 (Serial No 233 )
Dec 2017
含氧燃料与进气氧浓度对柴油机燃烧与排放的影响
曾东建，冷松蓬"2，姬凯凯2，刘成豪”，吴浩
(1西华大学汽车与交通学院，四川成都610039;2流体及动力机械教育部重点实验宝，四川成都610039）摘要：在1台4缸高压共轨柴油机上，道过向柴油中掺混0%，10%，20%正丁醇（质量分数）研究了在不同进
气氧浓度条件下，掺混燃料含氧量对柴油机燃烧特性与排放的影响规律。研究结果表明：进气氧体积分数处于 20%～21%之间时，燃然用3种燃科的滞燃期均不随氧浓度的变化而变化；随者掺混比例的增加，燃料中含氧量增
量增加，炭烟(S00t)排放逐渐减小掺混燃料的含氧量对NO：排放的影响不明显，而对指示热效率的提升有积极作用，在进气氧体积分数小于15%时，燃料含氧量对指示热效率的促进作用减弱，
关键词：混合燃料含氧燃料；滞燃期；燃烧排放 DOI: 10 3969 /j issn 1001-2222 2017 06 006
中图分类号：TK464
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)06-0030-06
含氧燃料在解决缸内局部浓混合气缺氧回题起到积极作用，可使柴油机排放得到大大改善。通过含氧燃料与柴油燃料掺混或者双燃料模式来改变人缸内燃料的物理化学性质，从而探索在缸内降低柴油机排放的途径，逐渐成为国内外学者研究的热点。目前常用的含氧燃料包括甲醇、乙醇、生物柴油等[2-5]。正丁醇是新一代的生物质含氧燃料，相对干柴油，其十六烷值低，汽化潜热教大，在燃烧过程中滞燃期较长、燃烧速度较快、燃烧温度较高，从而体现出较好的排放特性[6-9]
目前有不少学者对正醇作为接混燃料在柴油机上进行了相应的研究。O.Dogan等研究发现：正丁醇与柴油完全互溶；燃油消耗率和热效率相比纯柴油略有升高；随着掺混比例增加，排气温度下降,NO略有下降，CO下降，HC升高，炭烟(Soot）大幅度降低。ChoiB等111研究结果表明：正丁醇掺混比例增加，乙烯和苯排放物增加：掺混比低于 10%时，粒径小于50nm的微粒排放降低。张全长等12研究表明：正丁醇与柴油掺混可改善燃油经济性，延长滞燃期从而明显降低Soot排放，且随者废气再循环比例（EGR率）的增加，Soot排放呈现出较“平坦”的趋势；正丁醇对气体排放的影响与进气压力有关，进气压力越大燃然用正醇降低NO：排放的趋势越明显。湖南大学的陈征等13研究结果
收稿日期：2017-06-18；修回日期：2017-12-13
表明：醇较高的汽化潜热能够降低缸内温度，延长滞燃期，从而改善了缸内局部当量比分布的不均勾性，且降低了燃烧总体当量比，使得Soot排放大幅度改善。
综上所述，正丁醇的加人对柴油机在排放、热效率等方面均有较大的改善。目前，在柴油掺混丁醇的研究中，关于丁醇自带氧的含量和发动机新鲜充量中氧的浓度对柴油机燃烧和排放影响的探索较少，因此本研究主要在不同进气氧体积分数条件下，探究柴油-正丁醇掺混燃料含氧量对柴油机燃烧与排放的影响规律。
1试验系统及研究方法
试验系统包括试验发动机、测试设备、数据采集系统以及电控系统，试验系统示意见图1。试验采用1台高压共轨柴油机，其主要技术参数见表1。电控单元为开放式ECU，喷油量、喷油时刻、喷油压力和EGR率通过电控单元实时控制。缸内压力通过Kistler5087b传感器测量，经过Kistler5011B电荷放大器和NIUSB6353高速数据采集卡传至数据采集系统进行数据的处理、显示和存储。采用 AVL415S滤纸式烟度计测量烟度，采用Horiba MEXA71OODEGR排放仪测量常规排放和再循环废气。
基金项目：四川省教育厅科研创新团队项目（17TD0035）；四川省科技厅青年科技创新研究团队项目（1321300）作者简介：曾东建（1964—），男，教授，主要研究方向为发动机燃烧与控制zdj640103@163eom，