添加剂对微型内燃机甲醇燃烧影响的机理分析

唐志刚　张　力　陈　曦　尚会超　唐刚志

(重庆大学汽车工程学院, 重庆 400044)



添加剂对微型内燃机甲醇燃烧影响的机理分析

唐志刚张力陈曦尚会超唐刚志

(重庆大学汽车工程学院, 重庆 400044)

针对电热塞点火微型内燃机燃用甲醇(CH3OH)燃料时失火率高、循环变动大等问题,提出了采用双氧水(质量分数30%H2O2)和硝基甲烷(CH3NO2)改善微空间甲醇燃烧的方法,并进行试验测试. 试验结果显示,甲醇添加双氧水未能改善燃烧,并使燃烧恶化,加重失火;而甲醇添加硝基甲烷可改善甲醇燃烧,使得循环变动显著降低,并提高了燃烧稳定性. 燃烧动力学分析表明,双氧水和硝基甲烷2种添加剂存在类似的助燃机理,都是通过贡献羟基(OH),改善着火性能以及燃烧稳定性.双氧水通过H2O2分解产生自由基OH,而硝基甲烷通过自身分解产生CH3和NO2并与HO2/H反应产生OH,从而改善微空间甲醇燃烧.由于试验中双氧水质量分数较低,在添加H2O2的同时,混合气中水分增加,降低了初始混合气温度,一定程度上抑制了燃烧,使得双氧水丧失助燃效果.

微型发动机;双氧水;硝基甲烷;助燃

微动力装置在生物医学、微型泵、抗震救灾以及军事等领域具有广泛的应用前景. 而基于液态碳氢类燃料的微动力能源系统可实现微尺度超高能量密度的动力输出[1],理论上只要热效率超过1%,性能将优于传统电池系统,且体积更小[2]. 微型内燃机结构可靠[3-4],并且制造出来的可运行样机能达到一个较小的尺度[5-6],因而微型内燃机……