柴油-乙醇雙燃料模式下的柴油機試驗

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柴油-乙醇雙燃料模式下的柴油機試驗

研究了單缸直噴柴油機在100%電控校準雙燃料模式下的端口乙醇噴射系統。進行發動機標定并獲得每種負荷工況下最佳燃油消耗率和最大制動扭矩，逐漸使用乙醇代替柴油。

采用雙燃料噴射概念柴油-乙醇利用率的試驗數據。利用一個電控系統來控制燃油量、柴油噴射時間，以直接控制燃燒室內的能量，作為IMEP（指示平均有效壓力）參數的參考。以柴油燃料模式下工作為基線值。

測試燃燒室流動結構，所有試驗選擇強渦流。在不同的燃料組合下對柴油機運行進行試驗，采用柴油燃料和柴油-乙醇雙燃料。在3種不同的壓縮比（14∶1、16∶1和17∶1）以及由IMEP控制的0.5～1.1MPa不同負荷下，測試兩種類型的噴射器。

比較不同工況下的燃料替代率，壓縮比16∶1時替代率最高，但是與17∶1壓縮比相比仍有不足。

使用柴油-乙醇雙燃料時，低速流動噴射器（35g/s）比高速流動噴射器（45g/s）的指示效率更高。低速流動噴射器燃燒室幾何結構、渦流強度、噴射器孔數量和柴油噴霧幾何相結合的影響能夠使其獲得更好的燃燒效率。此外，在柴油-乙醇工況下，較低的替代率可能支持該工況下發動機更高的效率。

可以觀察到，使用高速流動噴射器時的替換率更高。16∶1的壓縮比由于較小的爆震傾向，平均替代率閾值更高；然而，17∶1的壓縮比時平均效率更高。

測試的重點是優化發動機控制參數以獲得更高的乙醇替代柴油的替代率。沒試結果表明，負荷大于0.5MPa、IMEP為51%，使用高速流動噴射器在噴射壓力為80MPa時替代率最大。可以認為，如果所需的其它變化限制效率大于100%柴油時的基線工況時，通過發動機校準可以改變此值。

未來的工作包括：改變進氣壓力的以及模擬渦輪增壓器控制或節氣門的使用。因此，新發動機控制參數為各個操作工況下的空燃比，這會使得燃燒過程更加優化。

刊名：Fuel（英）

刊期：2014年第134期

作者：Roberto Freitas Britto Jr et al

編譯：王欣欣