不同丁醇同分异构体均质充量对双燃料柴油机低温燃烧过程影响的基础研究

Fundamental investigation on effects of four Butanol Isomers on the low temperature combustion process of dual fuel diesel engine. Experiments will be launched seperately on constant volume combustion bomb and optical engine and dual fuel diesel engine test bench.The main content will include the flame propagation and the formation, the processes of low temperature combustion, regulated and unregulated emissions. The study objective is to explore the mechanism of Butanol Isomers’ influence on ignition characteristics, to reveal mechanism of Butanol Isomers’ influence on low temperature combustion and emissions, and to propose control strategy of low temperature combustion and emission on this dual fuel diesel engine. This study will help to develop the dual fuel low temperature combustion theory.In addition, it also has fundamental scientific benifits and practical significance on searching a the dual fuel engine for low temperature combustion and reducing the dependence on fossil energy.

本研究以四种丁醇同分异构体生物燃料为对象，分别在定容燃烧弹、光学发动机和双燃料柴油机试验台架上，系统开展不同丁醇同分异构体均质充量对双燃料柴油机低温燃烧过程影响的基础研究。主要内容包括：不同丁醇同分异构体均质混合气氛围中柴油着火火焰面形状和结构发展特征研究；不同丁醇同分异构体均质充量对双燃料柴油机低温燃烧反应历程和燃烧特性影响机理研究；不同丁醇同分异构体均质充量双燃料柴油机低温燃烧的常规/非常规排放研究。预期达到的研究目标如下：探明丁醇同分异构体均质混合气氛围对柴油着火特性的影响机理；揭示丁醇同分异构体均质充量对双燃料柴油机低温燃烧反应和排放生成的影响规律；提出适合该双燃料发动机低温燃烧过程的燃烧与排放控制策略。该研究对完善发展双燃料低温燃烧理论，探寻适合高效清洁低温燃烧的双燃料发动机，减少对石化能源的依赖方面具有基础科学意义和重要实用价值。

寻求清洁的石油替代燃料和发展高效的低排放燃烧方式已成为内燃机和燃烧学界的研究热点。本项目是在进气道喷射丁醇同分异构体结合缸内直喷柴油的双燃料发动机上，以各丁醇同分异构体生物燃料为研究对象，对其低温燃烧过程影响进行了深入研究。首先，开展了不同丁醇同分异构体均质充量对低温燃烧的着火滞燃期、火焰特性和燃烧持续期等方面研究，深入分析了各丁醇同分异构体均质充量对低温燃烧的着火特性影响。其次，对不同丁醇同分异构体低温燃烧的进气温度、排气温度、缸内燃烧温度和最高燃烧温度等进行深入研究，总结了各丁醇同分异构体均质对双燃料发动机温度特性的影响。再者，对不同丁醇同分异构体低温燃烧的缸内燃烧压力、燃烧放热率、压力升高率和最高燃烧压力等进行研究，对比分析了各种丁醇同分异构体均质充量对双燃料发动机燃烧特性的影响。最后，对不同丁醇同分异构体低温燃烧的NOx、soot、HC和CO等气体排放检测，系统分析了进气道喷射各种丁醇同分异构体均质充量对双燃料发动机排放特性的影响。本项目研究对完善双燃料低温燃烧理论，探寻高效清洁低温燃烧的双燃料发动机，减少对石化能源的依赖方面具有基础科学意义和重要实用价值。