第1期(总第228期) 2017年2月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
F-T柴油与正丁醇混合燃料的
燃烧和排放特性研究原霆1，王铁'，谷丰收"，杨甜甜"，孙秀全
No,1(Serial No.228)
Feb.2017
（1.太原理工大学机械工程学院，山西太原030024；2.中北大学机械与动力工程学院，山西太原
030051)
摘要：F-T荣油具有十六烷值高、儿乎不含疏和芳香经的特点，正丁醇是能量密度较高的可再生的生物质燃料，在增压中冷4缸荣油机上对比研完了0号票油、F-T票油和F-T荣油-正丁醇混合燃料的燃烧、排放特性。线果表明：与荣油相比，掺混丁醇后缸内压力峰值、压力升高率降低；燃用F-T荣油-正丁醇混合燃料可同时降低炭烟和NO，排放，随着正丁醇混比例的提高炭烟排放显著降低，F-T荣油掺混20%正丁醇的炭烟排效降幅高达 67.8%，NO，排放降幅达20.9%。
关键词：F-T柴油；正丁醇，燃烧，排放，噪声 DOI: 10.3969/j.issn,1001-2222.2017.01.010
中图分类号：TK407.9
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)01-0054-05
能源短缺和环境污染两大问题使得寻找发动机替代燃料成为当前研究的热点。醇类燃料因其含氧的特性能降低炭烟排放，成为替代燃料研究的焦点。正丁醇的工业制法来源丰富，其与甲醇和乙醇相比具有能量密度高、腐蚀性小、与柴油能以任意比例互溶的优点，展现出其作为发动机替代燃料的优势。
掺混丁醇对炭烟排放的抑制作用已被研究者反复证实，面其对NO，排放的影响却存在争议。尧命发、郑尊清等-在多次喷射和低温燃烧研究中均发现柴油掺混正丁醇可以显著降低炭烟排放，但对 NO，排放影响不大。陈征等[4)对丁醇柴油混合燃料直喷和进气道预喷丁醇缸内直喷柴油双喷射方式的燃烧和排放特性进行研究，发现混合燃料能够降低40%的炭烟排放，双喷射对炭烟没有明显改善，而两种喷射方式下的NO，排放均有增长，与Rako poulos等人(")的研究结果类似，顾小磊等"]的研究结果却表明正丁醇和异丁醇与柴油的混合燃料能够使滞燃期变大并降低炭烟排放，但对NO，排放影响不大。Zhang等人[7-8]研究结果表明低硫柴油和正丁醇混合燃料可以降低柴油机的颗粒物排放。
相比于传统柴油，经煤气化和Fischer-Tropsch(F-T)催化合成的F-T柴油的理化性能接近柴油，可直接用于现有型号的柴油机，同时其十六烷值高
收稿日期：2016-06-20；修回日期：2016-09-02
和几乎不含硫、芳香烃等特性9可以显著降低颗粒物、NO.和其他常规排放物的排放(10-]。为了探索 F-T柴油和正丁醇混合燃料对柴油机燃烧和排放特性的影响，通过试验研究了0号柴油、F-T柴油、正丁醇体积比占10%和20%的F-T柴油-正丁醇混合燃料共4种燃油在同一工况下的燃烧和排放特性。
试验装置、燃料及研究方法 1.1试验装置
试验在YN4100QBZL4缸增压中冷柴油机上进行，柴油机的主要技术参数见表1。
表1
柴油机主要参数
征径/mm
100
行程/mm 燃烧室型式排量/L 压缩比
标定转速/r·min-1 最大扭矩转速/r·min-1
105 e型 3.298 17.5 = 1 3 200 2 200~2 400
缸压数据采用Kistler6125B缸压传感器测量，
采样闻隔为0.1“曲轴转角，每个工况点采集100个循环缸内压力用于燃烧分析。由AVL公司的SES
作者简介：原霞（1976—），女，副教投，博士，研究方向为清洁燃料对发动机燃烧和排放的影响；yuanxia761220③163.com。通讯作者：王铁(1957一），男，教投，博导，主要研究方向为内燃机清洁代用燃料；wangtie57@163.com。