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为了应对能源危机与环境污染,科学界从生物替代燃料和新型燃烧方式两方面着手构建可行解决方案。在替代燃料上,醇燃料如乙醇和丁醇等可通过生物质制取,目前已具备了较高的生产技术和可观的产量。研究表明,醇燃料能在保证动力性的同时降低排放。还发现醇类的分子结构包括羟基位置、碳链结构和碳链长度对燃烧火焰以及发动机都存在较大影响。在新型燃烧方式上,活性控制压燃(Reactivity Controlled Compression Ignition,RCCI)模式已被证明是一种清洁、高效和可控的燃烧方式,且具有较强的燃料灵活性。通过结合RCCI模式与醇类燃料在未来具有极大的前景。因此,为了实现二者的结合应用,同时解决RCCI本身HC和CO排放较高的缺陷,本文进行了试验探究。通过恒定转速和循环能量分别为1500 r/min和2047 J,结合边界参数氧含比(oxygen ratio,Ro)和喷油定时(start of injection,SOI)研究了具有不同分子结构的乙醇、正丁醇、仲丁醇和异丁醇燃料对RCCI燃烧、性能和排放特性的影响。主要结论如下:(1)羟基位置和碳链结构几乎不对边界参数Ro引起的RCCI变化规律造成影响,随着Ro从8%增加到14%,滞燃期增长,燃烧持续期、放热率和缸压等都不断降低,性能下降,HC和CO排放增加。而碳链长度受到边界参数Ro的影响在RCCI的放热率、压力升高率、燃烧效率以及NOx和soot排放等特性上表现出不同的规律。(2)羟基位置、碳链结构和碳链长度三种分子结构特征几乎不对边界参数SOI引起的RCCI变化规律造成影响。随着SOI从-8°CA ATDC提前到-25°CA ATDC,滞燃期先缩短后增长,燃烧持续期先增长后缩短,放热率峰值先降后增,缸压、温度和压力升高率峰值等则不断增加,燃烧效率增加,HC和CO排放降低,而NOx排放增加。(3)具有不同分子结构的醇燃料在RCCI中呈现出一定的差异。与正丁醇相比,具有β碳羟基的仲丁醇和支链碳链的异丁醇在RCCI中具有更长的滞燃期和更短的燃烧持续期,大部分工况下更高的放热率峰值、缸压峰值和压力升高率峰值,较低的燃烧效率,较高的HC排放等。而与短链的乙醇相比,具有更长碳链的正丁醇表现出更长的滞燃期和更短的燃烧持续期,更低的缸压峰值,更低的有效热效率、燃烧效率和平均有效压力以及更高的有效燃油消耗率,更低的HC和CO排放等。(4)不同分子结构引起的差异大小程度受到边界参数Ro和SOI的一定影响。其中,由羟基位置引起的差异相对最小,其次碳链结构,而碳链长度引起的差异最大。(5)在RCCI中以较高比例注入醇类燃料对发动机的性能、HC和CO排放等十分不利,而过低的注入比例也会导致soot和NOx排放较为严重。