第3期（总第230期) 2017年6月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No,3(Serial No.230)
Jun.2017
聚甲氧基二甲醚对轻型柴油机排放特性的影响
刘军恒，孙平，姚肖华，冯浩杰，王玉梅
（江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013)
摘要：为了降低荣油机的颗粒排效，将聚甲氧基二甲醚(PODE)按照体积分数10%，20%和30%掺混于荣油中，制备出案油-PODE混合燃料(记为P10,P20和P30)，在一台轻型荣油机上对荣油-PODE混合燃料进行了燃烧和排放特性试验研究，并采用热重方法分析了混合然料的挥发性与氧化特性，结果表明；P10，P20和P30在常温下都具有良好的稳定性，在0～5C区间PODE掺混比例高于20%将出现浑浊现象，混合燃料的黏度随着掺混比例
P30的起始失重温度相对于栗油分别降低了3.3,4.3,5.3℃，起始燃烧温度分别降低了9.4,17.8,24.2C；案油机燃用荣油-PODE混合燃料时，随着PODE掺混比例的增加，滞燃期缩短，放热率面线和压力升高率线向前偏移，红内最高压力提高；在标定工况下，燃用P10，P20和P30的烟度较燃用荣油分别降低了26.1%，31.2%和34.8%，颗粒物较荣油在各粒径下的质量浓度均有不同程度降低，且分布峰值向小粒径偏移。
关键词：柴油机；聚甲氧基二甲醚；混合燃料；燃烧过程；颗粒；烟度 DOl:10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.010
中图分类号：TK421.7
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)03-0056-07
柴油机在动力性、经济性和耐久可靠性方面均有很大优势，因而在农用动力、工程机械和交通运输等领域得到了广泛的应用[1-3]。然而，柴油机的氮氧化物（NO，)和颗粒物（PM)排放造成了非常严重的环境污染，因此各国政府制定了越来越产格的排放法规保护环境[4-5]；此外，内燃机每天消耗70%的石化燃料，加重了能源危机(6-汀。替代燃料与燃料改性被认为是有效缓解能源危机与实现高效清洁燃烧的方法。试验研究表明燃料的含氧量、十六烷值、挥发性等性质对燃烧和排放有重要的影响[8-12]。
当前，以甲醇、乙醇、生物柴油、二甲醚和碳酸二
甲酯为代表的含氧燃料，由于燃料分子中的氧在燃烧过程中起到自供氧作用，能够改善柴油机燃烧和排放性能，从而得到广泛的研究(13-16]。聚甲氧基二甲酵(PODE)能够显著降低柴油机炭烟排放，被认为是一种富有潜力的新兴柴油替代燃料[17-19]。 PODE的自燃性能优于醇类燃料，化学稳定性强于生物柴油，挥发性较二甲醚和二甲氧基甲烷等更适合于柴油机[6]。以往研究表明[20-23],PODE作为一
收稿日期：2017-03-03；修回日期：2017-03-29
种替代燃料在柴油机实现高效清洁燃烧方面深具潜力，在实际应用时无须改变发动机本体结构或仅须微小优化。Pellegrini等[18-19]研究了纯PODE燃料及其掺混柴油时对发动机燃烧和排放的影响，结果表明：10%～12%的PODE作为燃油组分时可以降低40%颗粒质量排放；50%PODE作为燃油组分时，颗粒排放与燃用柴油时保持一致，NO，排放能够满足欧VI限值。Liu等[22)也发现轻型柴油机燃用 PODE-柴油混合燃料能够明显降低炭烟排放。王志等[3]对比分析了PODE在轻型柴油机和重型柴油机上的颗粒排放特性，试验结果表明，掺混20% PODE燃料对轻型柴油机大负荷的炭烟排放改善效果更佳。但目前对于PODE在农用单缸柴油机上的报道还相对较少，因此进一步探讨PODE的燃烧和排放规律是必要的。
本研究中PODE是作为一种组分来优化柴油
的燃料性质。首先研究了柴油-PODE以不同体积比例掺混时（0，10%，20%和30%）的燃料黏温特性，然后通过热重试验分析了掺混燃料的蒸发与氧
基金项目：江苏省自然科学基金（BK20160538)；江苏省高校自热科学研究面上项目（16KJB470003)和重大项目（14KJA470001)资助：江
苏大学高级人才科研启动基金（15JDG163）
作者简介：对军恒（1986一)，男，讲师，博士，主要研究方间为柴油机排放控制：liujunheng365@163.com，通讯作者：孙平（1963一），男，教授，博士，主要研究方向为内燃机替代燃料;sunping①ujs,edu.cn，