F-T柴油/甲醇双燃料发动机燃烧循环波动分析

发布时间：2021-02-12 07:24

　　通过在四缸增压中冷柴油机上进行的甲醇能量替代比分别为5%、10%、15%的甲醇均质混合气F-T柴油引燃燃烧试验,与0#柴油的传统燃烧对比,研究了的发动机转速、负荷、甲醇替代比对预混合引燃燃烧的循环波动的影响。结果表明:转速的增加对发动机输出动力的波动影响较小,但对预混合引燃具体燃烧过程的循环波动影响较大,瞬时放热率峰值波动率高达25%;中等负荷下,预混合引燃的循环波动较小,但在起动、怠速等小负荷工况时发动机的循环波动率较大,其中放热率峰值的循环波动率达到30%,且在大、小负荷时燃烧始点的循环波动均大于10%;甲醇替代比低时,预混合引燃燃烧模式的循环波动稍大,但当甲醇替代比增加到一定比例后循环波动率逐渐降低到与0#柴油相当的水平,甚至更低。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2016,16(03)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

COVPmi、COVPmax和COV?Pmax随转速的变化

樱??备啄谖辛骱屯牧鞯那慷纫不嵩黾樱?铀偃加?的蒸发，提高可燃混合气的均质化程度，燃烧稳定性增加。甲醇大的气化潜热会使燃烧温度整体下降，但其自含氧性质和F-T柴油的高十六烷值又会增大燃烧速率;同时由于F-T柴油的黏度低于0#柴油，燃烧室内的燃油喷雾较均匀，有利于燃烧速率的提升。因此，各参数循环波动系数随转速的变化规律是由转速和燃料性质综合作用的结果。其中，高速时燃烧持续期的循环波动较大是因为燃烧的稍微延迟或提前对应的绝对时间基本不变，但在高转速时其对应的曲轴转角计燃烧持续期变化较大。图3COVSOC、COVCD、COVHＲＲmax和COV?HＲＲmax随转速的变化Fig.3VariationofCOVSOC，COVCD，COVHＲＲmaxandCOV?HＲＲmaxwithspeed2.3负荷对燃烧循环波动的影响负荷特性对各参数循环波动系数的影响如图4～图5所示。由图4(a)可知:平均指示压力循环波动系数随负荷增加而降低，0#柴油的最校由图4(b)可知，中小负荷时，预混合引燃燃烧的压力峰值循环波动与0#柴油相当;高负荷时，随负荷增加，0#柴油的循环波动系数降低较快，随甲醇替代比增加循环波动系数减小;压力峰值对应相位的变动较小，均小于0.44%。从图5(a)可知，燃烧始点的循环波动系数只在大、小负荷时有所增加。燃烧持续期的循环波动系数随负荷增加降低并趋于稳定，小负荷时变动较大，基本在10%以上，大负荷时变动率基本维持在8%以下。从图5(b)可知，放热率峰62科学技术与工程16卷

值的循环波动系数随负荷的增加其变化规律性较差，最大值高达30%。预混合引燃燃烧模式的放热率峰值对应相位的循环波动系数较0#柴油稍有增加，但幅度小于2%。图4COVPmi、COVPmax和COV?Pmax随负荷的变化Fig.4VariationofCOVPmi、COVPmaxandCOV?Pmaxwithload随负荷增大，混合气浓度增加、混合气中氧含量增加，燃烧速率增加，燃烧质量提高，燃烧稳定性增加;同时，燃烧室温度增加，燃油蒸发速率加快，混合气均质化程度提高，同时甲醇气化潜热的影响减小，燃烧稳定性提高。因此，发动机特征参数的循环波动整体上随负荷增大而降低。不同的燃烧模式下对应燃烧室某一温度均存在一个混合气着火的浓度范围(上限和下限)，低负荷时，燃烧室温度低，对应的混合气着火浓度范围小，稍微的混合气浓度的波动都会造成燃烧始点较大的循环波动;高负荷时，混合气的浓度可能处在混合气着火浓度的上限附近，浓度的稍微波动都可能会超出混合气的着火上限，造成燃烧始点的循环波动增加;因此，高低负荷的燃烧始点的循环波动较大。另外，F-T柴油的黏度较低，预混合引燃燃烧模式发动机喷油泵的磨损较大，偶件间隙增大，引起喷油压力减小，燃油的初始运动速度降低，喷雾卷吸减弱，燃油雾化质量下降，循环波动增加，小负荷时尤其明显。图5COVSOC、COVCD、COVHＲＲmax和COV?HＲＲmax随负荷的变化Fig.5VariationofCOVSOC，COVCD，COVHＲＲmaxandCOV?HＲＲmaxwithload2.4甲醇比例对燃烧循环波动的影响在转速为2400r/min、负荷为0.457MPa工况下，甲醇替代比率对燃烧压力参数和燃烧时间参数的循环波动的影响如图6所示。由图6(a)可知，在甲醇替代的小比例范围内，随甲醇替代比的

【参考文献】：
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本文编号：3030476