【摘 要】
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在能源危机和环境污染的双重困境之下开发高效清洁的新型内燃机及其替代燃料极为重要。HCCI（Homogeneous Charge Compression Ignition,均质压燃）燃烧由于较高热效率和较低的NOx和碳烟排放获得了研究人员的关注。但燃烧相位控制困难、运转范围窄等技术障碍的存在限制了HCCI发动机商用化进程。本文基于煤基石脑油和乙醇配制了四种不同比例的混合燃料,分别为N60E40、N6
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在能源危机和环境污染的双重困境之下开发高效清洁的新型内燃机及其替代燃料极为重要。HCCI（Homogeneous Charge Compression Ignition,均质压燃）燃烧由于较高热效率和较低的NOx和碳烟排放获得了研究人员的关注。但燃烧相位控制困难、运转范围窄等技术障碍的存在限制了HCCI发动机商用化进程。本文基于煤基石脑油和乙醇配制了四种不同比例的混合燃料,分别为N60E40、N65E35、N70E30及N80E20（NXEY:混合燃料中煤基石脑油体积占比X%、乙醇体积占比Y%）。研究了乙醇掺混比、进气温度Tin、过量空气系数λ以及转速n对HCCI燃烧与排放特性的影响。试验表明,随着乙醇掺混比的增加,混合燃料整体抗爆性提高,燃烧稳定性增强,但着火特性变差,HCCI燃烧有向大负荷工况拓展的趋势。当进气温度为40℃,乙醇掺混比从20%增加到40%时,压力峰值Pmax减少3.24MPa,瞬时放热率峰值HRRmax减少0.146k J/°CA,温度峰值Tmax减少281.32℃,燃烧初始时刻CA10推迟15.46°CA,循环变动系数COVPmax则在N65E35时达到最低,CO和HC分别增加了0.28%和314ppm,NOx排放只在N80E20时略高,其余掺混比燃料下均保持较低的排放水平;平均指示压力IMEP和指示热效率ITE均先增大后减少,当N70E30时IMEP最大为0.392MPa,ITE的最大值则出现在N65E35。随着Tin的升高,Pmax和HRRmax逐渐增大,Tmax虽有增加但变化幅度很小,燃烧相位整体提前,COVPmax逐渐减小;CO和HC的排放量显著减少,NOx排放先维持在较低水平,直到Tin为80℃时才开始增加;当Tin为60℃时IMEP和ITE均达到最大分别为0.376MPa和40.51%。随着λ的增大,Pmax和HRRmax及Tmax减小,燃烧相位推迟,COVPmax在λ为2.8时最小,此时燃烧稳定性最佳,CO和HC排放量增加。随着n的增大,Pmax和HRRmax以及Tmax均增加,燃烧相位提前,COVPmax则增大。CO和HC的排放量减少,NOx则一直保持在较低的排放水平。
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