提高酒精-汽油混合燃料發(fā)動機效率的可能性研究

提高酒精-汽油混合燃料發(fā)動機效率的可能性研究

主要對抗暴指數(shù)（AKI）為87的酒精-汽油混合燃料進(jìn)行了火花塞點火燃燒試驗，并對試驗結(jié)果進(jìn)行了研究和分析。試驗中主要用到了兩種形式的混合燃料，一種是將異丁醇與汽油以24%的體積比混合的低混合形式（IB24），另一種則是將乙醇與汽油以30%的體積比混合的中等混合形式（E30）。對單缸發(fā)動機的研究分別是在9.2:1低空壓比和5: 1高空壓比兩種工況下進(jìn)行的。該發(fā)動機配備了液壓驅(qū)動閥門、吸入試驗空氣，并能進(jìn)行外部廢氣再循環(huán)（EGR）。所有燃料的研究都在λ=1滿載條件下進(jìn)行，使用0和15%的外部冷卻EGR。結(jié)果表明，辛烷值更高的混合燃料在高空壓比的情況下，能夠更有效地產(chǎn)生大扭矩，因此E30在高空壓比的情況下能夠產(chǎn)生更大的扭矩。具體來說，由于乙醇的獨特性質(zhì)，相比抗暴指數(shù)（AKI）為87的酒精-汽油混合燃油在λ=1時滿載，平均有效壓力為2MPa的條件下（使用15%的EGR，不使用EGR技術(shù)但保持平均有效壓力為1.85MPa），使用E30可以使發(fā)動機在壓縮比為11.85∶1條件下產(chǎn)生力矩的能力提高1倍。EGR技術(shù)的應(yīng)用充分展現(xiàn)了燃料的熱力學(xué)優(yōu)勢。結(jié)果表明，E30的應(yīng)用有利于減小發(fā)動機尺寸和降低發(fā)動機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)發(fā)動機的降速增扭，即便是在高空壓比的工況下。結(jié)果表明，使用乙醇與汽油以30%的體積比混合的中等混合形式（E30），發(fā)動機和車輛優(yōu)化可以抵消酒精-汽油混合燃料中減低的那部分能量，并且有可能降低汽車燃油的消耗量和尾氣中的CO2排放量。在試驗過程中，這種混合燃料容易出現(xiàn)敲缸現(xiàn)象，這也成為現(xiàn)在發(fā)動機負(fù)荷的因素，同時，混合燃料的燃燒持續(xù)時間相對較短一些。

Derek Splitter et al.SAE 2014-01-1231.

編譯：羅家慶