柴油-航空煤油宽馏程混合燃料对柴油机燃烧与排放的影响

摘要：

为了研究柴油-航空煤油宽馏程混合燃料对柴油机燃烧与排放的影响,按照中国3号航空煤油(rocket propellant 3,RP3)的掺混比(体积比)分别为20％、40％与60％与国VI柴油进行混合,配制3种具有不同理化特性的柴油-RP3宽馏程混合燃料(D80K20、D60K40与D40K60),并通过台架试验,研究了最大扭矩转速2700 r/min所对应的100％、50％与10％负荷工况(分别记为A、B、C工况)下,D100、D80K20、D60K40和D40K60对柴油机缸内工作过程、排放、颗粒物浓度与粒径分布的影响规律.结果表明,3种工况下,与D100相比,RP3掺混比增加到60％时,缸内最大压力的变化范围小于0.2 MPa,预混燃烧放热率峰值增大13.21～27.43 J/°CA,滞燃期延长2.19～2.53°CA,燃烧持续期缩短1.73～1.91°CA,预混燃烧累积放热百分比增加4.66％～5.28％,缸内最高温度的上升幅度小于35 K,与放热率峰值和最大燃烧压力相对应的曲轴转角后移1.67～2.23°CA,有效热效率上升0.15％～0.46％.柴油-RP3宽馏程混合燃料能够显著降低柴油机碳烟排放,并且降低效果随着柴油机负荷的增加和RP3掺混比的增大更加明显,但对NOX排放没有明显的影响,与D100相比,柴油机在3种工况下燃用D40K60时的碳烟排放分别降低53.6％、44.1％、35％,NOX排放的上升幅度均小于2％,核态颗粒物数量浓度上升12.5％～90.6％,积聚态颗粒物数量浓度、颗粒物总数量浓度、颗粒物表面积浓度和总质量浓度分别降低20.1％～45.8％、14.2％～42.1％、32.5％～41.6％、28.5％～38.8％,且积聚态颗粒物的粒径朝小粒径方向移动.试验结果表明,柴油-RP3宽馏程混合燃料对柴油机燃烧与排放有重要的影响,能明显改善柴油机碳烟与NOX排放之间的trade-off关系,并且在降低柴油机颗粒物总数量浓度、总质量浓度以及表面积浓度方面具有较为显著的效果,有利于降低柴油机DFP载体上的颗粒物堆积、延长DFP再生周期.

关键词：柴油机、燃烧、排放、柴油-航空煤油混合燃料、宽馏程、颗粒浓度、粒径

所属期刊栏目：36

分类号：TK421(内燃机)

资助基金：江苏省高校优势学科建设工程资助项目苏证办发[2015];江苏重点研发计划项目BE201518

在线出版日期：2020-04-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：79-86