聚甲氧基二甲醚-柴油混合燃料的燃燒與排放特性研究.pdf

1、柴油機(jī)燃用含氧替代燃料是緩解能源短缺和減少環(huán)境污染的有效手段。聚甲氧基二甲醚（PODE）作為新型的煤基燃料，由甲醇和二甲醚等煤基醇醚燃料合成，具有與柴油互溶穩(wěn)定、十六烷值和含氧量較高等優(yōu)點(diǎn)，是十分具有應(yīng)用前景的柴油機(jī)替代燃料。
　　本文選取聚合度為3~8的PODE煤基燃料(PODE3～8)，以體積分?jǐn)?shù)為5％、10%和15%摻混在柴油中，制備P5、P10和P15混合燃料。研究了各比例柴油摻混PODE3～8燃料的互溶穩(wěn)定性，并分析了混

2、合燃料的理化性質(zhì)。
　　利用熱重分析儀，在氧氣氣氛下對柴油以及3種混合燃料的燃油樣品進(jìn)行熱分析，考察樣品的揮發(fā)和氧化特性，并計(jì)算熱分析參數(shù)。結(jié)果表明：隨摻混比的增加，3種燃料的起始失重溫度和起始燃燒溫度相對于柴油降低，混合燃料的熱穩(wěn)定性降低，同時(shí)綜合燃燒特性指數(shù)提高；以Coast-Redfern積分法計(jì)算P5、P10和P15混合燃料的活化能結(jié)果表明，混合燃料的活化能隨PODE3～8摻混比例的增加而逐步降低。
　　在柴油機(jī)上對

3、比研究這4種燃料的燃燒與排放性能。實(shí)驗(yàn)表明，在額定工況下，柴油機(jī)燃用PODE3～8/柴油混合燃料時(shí)，滯燃期縮短，缸內(nèi)最高壓力略有提高；混合燃料在預(yù)混燃燒階段放熱率峰值有所降低，在擴(kuò)散燃燒階段放熱率峰值提高；P5、P10和P15混合燃料在額定工況下的比油耗相對于柴油分別增加0.8%、3.2%和8.5%，但有效熱效率提高2.8%、4.2%和3.1%；隨摻混比的增加，3種混合燃料的CO排放降低了11.8%、14.0%和18.8%； HC排放降

4、低了19.2%、26.8%和21.7%，排氣煙度分別降低了25.2%、30.8%和32.1%；NOx排放基本不變。
　　通過MOUDI顆粒采集裝置，對比研究柴油機(jī)燃用PODE3～8/柴油混合燃料的顆粒物質(zhì)量濃度粒徑分布規(guī)律，并使用熱重分析儀對顆粒物中SOF含量以及碳煙氧化特性進(jìn)行分析。最后采用氣相色譜質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用技術(shù)檢測和分析SOF的化學(xué)成分變化。試驗(yàn)結(jié)果表明，與柴油相比，P10燃料在各粒徑下的質(zhì)量濃度均有不同程度的降低