甲醇替代率對柴油/甲醇反應活性控制壓燃發動機性能的影響

黃粉蓮，楊 群，王正江，姚國仲，申立忠，雷基林

（昆明理工大學云南省內燃機重點實驗室，昆明650500）

0 概述

柴油機是功率密度大、熱效率高、應用范圍最廣的原動力裝置。隨著國六排放標準的實施及“碳達峰、碳中和”戰略目標的提出，高效、低碳、近零排放已成為柴油機發展的重要方向。提高熱效率、燃料多元化是柴油機技術創新的重要途徑。甲醇作為新興清潔能源，具有低碳、含氧量高、汽化潛熱高等特點，是實現碳中性循環的清潔可再生燃料［1］。甲醇燃料在柴油機上的應用主要有直接混合、進氣道噴射和缸內直噴3 種方式［2-4］。研究表明：甲醇/柴油雙燃料反應活性控制壓燃（reactivity controlled compression ignition，RCCI）技術兼具熱效率高、NOx和顆粒物排放低、發動機負荷范圍寬等優勢，是最具發展潛力的新型燃燒方式。低活性、易揮發的甲醇燃料采用進氣道低壓噴射，柴油采用缸內直噴策略，利用柴油自燃溫度低、易著火及甲醇燃燒速率快、抗爆性好的特點，實現可控的高效、清潔燃燒［5-6］。

目前，國內外學者對甲醇/柴油雙燃料發動機的研究主要涉及臺架試驗、燃燒過程仿真、化學反應動力學模型等方面［7-10］。文獻［11］中研究了進氣歧管噴射、進氣沖程缸內直噴和壓縮沖程缸內直噴3 種甲醇噴射策略下甲醇/柴油雙燃料發動機的燃燒特性。結果表明，采用壓縮沖程缸內直噴策略時凈指示熱效率較低，提高甲醇替代率對燃燒過程有不利影響。甲醇進氣歧管噴射策略在1.2 MPa 平均指示壓力下實現NOx和碳煙超低排放?！?br>