燃料添加劑改善均質(zhì)充量壓燃（HCCI）發(fā)動機(jī)性能的試驗(yàn)研究.pdf

1、20世紀(jì)70年代后期,均質(zhì)充量壓縮燃燒(Homogeneous Charge CompressionIgnition-HCCI)已經(jīng)被提出,采用這種燃燒方式的HCCI發(fā)動機(jī)具有較的高熱效率、較低的排放優(yōu)勢,已成為世界各國內(nèi)燃機(jī)界研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。但是這種燃燒方式低負(fù)荷容易失火,高負(fù)荷容易爆震,運(yùn)行工況范圍較窄。 針對HCCI發(fā)動機(jī)低負(fù)荷容易失火,高負(fù)荷容易爆震問題,本文通過在基礎(chǔ)燃料PRF90(10％正庚烷和90％異辛烷混合)能

2、中添加少量過氧化物(Ditert-butyl peroxide-DTBP、Dicumyl peroxide-DCP、Tert-butyl hydroperoxide-TBHP、Tert-butyl cumyl peroxide-TBCP或Cumene hydroperoxide-CHP),研究了活性添加劑對HCCI發(fā)動機(jī)著火和燃燒過程的影響；添加少量二茂鐵、甲醇、乙醇和二氧化碳,研究了抗爆劑對HCCI發(fā)動機(jī)爆震的影響。配制出含不同過氧化

3、物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％,DTBP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％-5％,二茂鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.025％、0.035％、0.05％,甲醇、乙醇體積分?jǐn)?shù)分別為1％、3％、5％的18種試驗(yàn)燃料,并在進(jìn)氣中引入體積分?jǐn)?shù)為1％、3％、5％的二氧化碳,在一臺經(jīng)過改造的四缸柴油機(jī)的第四缸進(jìn)行HCCI燃燒試驗(yàn)。 試驗(yàn)結(jié)果分析表明：在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為1400r/min下,基礎(chǔ)燃料PRF90夠在一定當(dāng)量比范圍內(nèi)穩(wěn)定燃燒,實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的HCCI燃燒,但基礎(chǔ)燃料燃燒范圍相對狹窄,

4、低負(fù)荷易失火,高負(fù)荷易爆震。過氧化物添加劑均能夠提高燃燒反應(yīng)速度,促進(jìn)著火時刻提前,改善發(fā)動機(jī)低負(fù)荷失火,擴(kuò)大低負(fù)荷范圍,DTBP是改善低負(fù)荷燃燒作用最明顯的添加劑。相同當(dāng)量比的穩(wěn)態(tài)工況下,隨DTBP質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加,著火和燃燒放熱提前、燃燒持續(xù)期縮短,失火得到有效改善,負(fù)荷范圍得到拓寬。但過高的添加劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)導(dǎo)致發(fā)動機(jī)高負(fù)荷爆震可能性增加,DTBP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)為2％左右。 在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為1400r/min下,燃料中添加二茂鐵、甲醇

5、、乙醇和二氧化碳等抗爆劑均能抑制HCCI發(fā)動機(jī)爆震和擴(kuò)大發(fā)動機(jī)高負(fù)荷范圍。低質(zhì)量分?jǐn)?shù)二茂鐵改善爆震和拓寬發(fā)動機(jī)負(fù)荷范圍作用較小,添加1％體積分?jǐn)?shù)的甲醇和乙醇對發(fā)動機(jī)高負(fù)荷爆震影響比較接近,甲醇抗爆性能略大于乙醇。隨二茂鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)、甲醇、乙醇和二氧化碳體積分?jǐn)?shù)的增加,氣缸壓力峰值、放熱峰值下降、著火時刻后移,最大爆發(fā)壓力點(diǎn)和放熱峰值點(diǎn)后移,缸內(nèi)溫度降低,抗爆性能及負(fù)荷范圍拓寬作用增強(qiáng),其中甲醇是醇類抗爆劑中的最佳抗爆劑。而過高質(zhì)量分?jǐn)?shù)或體