柴油掺混正丁醇对火焰发展及光谱的影响

刘海峰， 文铭升， 崔雁清， 张传奇， 郑尊清， 尧命发

天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室， 天津 300072

引 言

提高热效率是国内外内燃机研究的关键目标， 由于柴油机排放控制与热效率之间存在矛盾关系， 随着排放法规愈加严格， 排放成为制约柴油机热效率提高的主要因素之一。 采用清洁的替代燃料有利于在降低排放的同时保持高的热效率， 国内外研究表明[1-3]， 在柴油中添加一定比例的含氧燃料可以改善发动机燃烧与排放， 且发动机动力性不受影响。 因此， 近年来， 有关柴油机含氧替代燃料的研究越来越受国内外的研究学者关注。

正丁醇作为一种生物质替代燃料， 近年来被国内外广泛研究[4-7]。 国内外学者通过将正丁醇与柴油掺混研究其对柴油机燃烧和排放特性的影响， 结果表明， 柴油掺混正丁醇后能够改善发动机的燃烧和排放特性、 提高发动机的热效率[8-11]。 张鹏等[12]进行了柴油机掺混不同含氧燃料燃烧火焰自发光研究， 结果表明含氧燃料的添加降低了燃烧火焰温度和火焰面积， 减少了燃烧过程中的碳烟排放。 王站成等[13]研究了柴油掺混不同比例正丁醇在不同EGR率下的燃烧和排放特性， 结果表明柴油中掺混正丁醇可以加快燃烧速率， 改善EGR对燃烧过程带来的负面影响， 降低碳烟排放。 针对缸内火焰发展和燃烧过程中间产物的自发光光谱进行研究， 有助于深入理解柴油掺混正丁醇混合燃料对柴油机缸内燃烧过程的影响， 但目前相关研究还比较缺乏。……