丁醇-柴油双燃料发动机的燃烧和排放特性试验研究
正丁醇-柴油对柴油机燃烧及排放影响的试验研究
正丁醇-柴油对柴油机燃烧及排放影响的试验研究胡慧慧;王忠;吴婧;王飞;王燕鹏【摘要】通过配制不同正丁醇掺混比例的正丁醇‐柴油混合油，在不改变供油提前角和燃油系统的条件下，测量了柴油机燃用正丁醇‐柴油混合油的气缸压力、放热率以及NOx 、炭烟等排放污染物，探讨了正丁醇掺混比例对柴油机燃烧过程的影响规律，分析了正丁醇对排放污染物的作用过程。
结果表明：正丁醇掺混比例为0％，5％，10％时，低转速、低负荷工况下，缸内最大燃烧压力分别为6．2MPa，5．9MPa和5．8MPa，与燃烧柴油相比略有降低；高转速、高负荷工况时，缸内最大燃烧压力分别为7．5MPa，7．6MPa，7．7MPa，与燃烧柴油相比稍有增加；随着正丁醇掺混比例增加，柴油机的CO和HC排放升高，在中低负荷下NOx 排放有所降低，高负荷时升高明显，平均增加了6．4％，炭烟排放降低明显，燃用正丁醇添加比例为5％和10％时，在高负荷下炭烟分别下降了25％和36％。
%n‐cylinder pressure ,heat release rate ,NOx and soot emissions of diesel engine fueled with n‐butanol‐diesel blend were measured and the effect of n‐butanol mixing ratio on combustion process was discussed by prepari ng the blended fuel with different n‐butanol content without changing the ignition advance angle and fuel system .Moreover ,the influence of n‐butano on exhaust pollutants was analyzed .The results indicated that the maximum in‐cylinder pressure were 6 .2 MPa ,5 .9 MPa and 5 .8 MPa and slightly decreased at low speed and low load ,and the pressure were 7 .5 MPa ,7 .6 MPa and 7 .7 MPa and slightly increased at high speed and high load when n‐butanol mixing ratio were 0% ,5% and 10% respectively .With the increase of mixing ratio ,CO and HC emissionsincreased ,NOx emission reduced at low load and increased by 6 .4% at high load ,and soot emission significantly improved and reduced by 25% and 36% respectively at high load while n‐butanol mixing ratio were5%and 10% .【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】6页(P76-80,86)【关键词】正丁醇;混合燃料;燃烧过程;排放;柴油机【作者】胡慧慧;王忠;吴婧;王飞;王燕鹏【作者单位】江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江 212013;江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江 212013;江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013;江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江 212013;江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江 212013【正文语种】中文【中图分类】TK411.71柴油机具有油耗低、动力性强等优点，但其炭烟排放高，其中的多环芳香烃(PAHs)和多环芳香烃的硝基化合物具有致癌性[1-2]。
LPG／柴油双燃料发动机排放性能研究
LPG／柴油双燃料发动机排放性能研究2004-4-1分享到： QQ空间新浪微博开心网人人网边耀璋祁东辉张春化长安大学引言近年来，我国一些城市相继将柴油车赶出了市区，这种做法，与国际上几十年来汽车动力的柴油化趋势恰恰相反，可能会对我国柴汕车的发展带来一定的负面影响。
禁止柴油车进城是一种行政手段，从管理角度，该禁止的应当是所有小符合国家有关法规、标准或规范的车辆，不论它是甚麽车型，哪怕它是牌子很亮的进口车或者是标称的绿色燃料汽车。
而不应当以车类或车型为界笼统地一刀切。
这些城市发布禁柴令的理由大体上都是认定柴油车所造成的污染比汽油车严重，这个认识显然与业界的看法相反。
原因是柴油车排污中的微粒浓度的确大于汽油车且微粒直观上表现为排气冒黑烟，看得见摸得着，很容易给人以柴油车比汽油车排污严重的表象。
如果柴油机的技术水平欠高，则会使误解加深。
应当正视，我国的柴油车水平与国外先进水平还存在很大的差距。
柴油车尤其是柴油公交车冒黑烟问题确实是大城市尤其是旅游开放城市的心头病。
不管是否禁止柴油车进城，努力提高我国柴油车的技术水平、降低柴油车排污并着重解决冒烟问题都应是当务之急。
1 治理柴油车排污的技术途径治理柴油车污染的渠道，一是从改进柴油机的燃烧系统和燃料供给系统、采用电控技术和后处理技术等方面着，扎扎实实地提高柴油机的技术水平；二是以原柴油机为基础采取一定的技术措施后，改烧或掺烧绿色气体燃料，如天然气(CN G)、液化石油气(LPG)等。
第一项措施是常规技术措施，本文讨论第二项，即代用燃料方面的措施，这是一项在现有技术水平的基础上可以使柴油机冒烟大幅度下降的措施。
考虑到液化石油气携带和加注比天然气方便，能量密度大、续驶里程长，本文侧重介绍液化石油气的应用。
2 LPG／柴油双燃料的应用方式柴油车燃用液化石油气的技术途径有改为点燃式发动机和采用LPG／柴油双燃料两大类。
改为点燃式发动机方案是将柴油机从压燃式改为点燃式，一般是单烧LPG，也可以LPG／汽油两用。
科研课题申报模板：柴油双燃料发动机的排放控制研究
预混合汽油/柴油双燃料发动机的排放控制研究1、问题的提出、课题界定、国内外研究现状述评、选题意义与研究价值。
问题的提出：我国在“十二五”规划中明确提出汽车节能领域目标是“汽车平均油耗比常规电喷汽油车降低10%-20%。
研发重点是系统精确控制”。
汽车节能、减排和降耗是贯彻落实科学发展观，构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是提高人民生活质量，维护中华民族长远利益的必然要求。
课题界定：随着经济与社会的飞速发展，汽车保有量的迅速增加，燃油消耗量呈几何倍数增长，汽车排放出来的尾气严重影响了人类的生存环境，汽车节能减排技术成为了一项紧迫而艰巨的任务。
汽油/柴油双燃料发动机主要是利用汽油和柴油各自的物理化学特性的差异，能通过ECU的系统精确控制，减少CO、NOx、SOOT等物质的排放。
因此，研究和控制汽油/柴油双燃料发动机的排放控制，有利于提高发动机的性能，降低能耗和污染物，创造出一定的经济价值和社会价值，具有现实意义。
国内外研究现状述评：随着世界能源形势的日益紧张，环境污染的进一步加剧，发动机行业采用了多种替代燃料方案，提出了许多新型的燃烧方式，以满足日益严格的排放法规要求。
以汽油/柴油双燃料为例，美国威斯康星大学的Reitz教授提出了RCCI燃烧模式，天津大学的尧命发教授提出了HPCC燃烧模式，英国伯明翰大学的Xu等人研究了汽油/柴油混合燃料在HCCI模式燃烧的结果，英国剑桥大学Weall等人研究了汽油/柴油混合燃料在PPCI模式燃烧的结果，其结论显示都能较好的降低碳烟和NOx的排放量。
选题意义与研究价值：为了更好的完成发动机缸内的燃油混合和雾化，RCCI模式和HPCC模式在进气道和缸内分别安装一个汽油喷油器和一个柴油喷油器，汽油/柴油的混合方式、喷油的控制方式上更加复杂，在汽油/柴油双燃料发动机的结构上提出了新的要求。
高比例甲醇柴油双燃料发动机燃烧与排放特性的研究
ｌａ ｅ ｒｔ ｕ ｖ ｌｓｓ ｔ ｈ ｏ － ｅｄ ｃ ｎｅ ｎ ｅ ｉｈ ｌａ ｏ ｄ ｔ ｎ ａ ｄ ｄｅｅ ｑ ｉａｅ ｔｆｅ ｃ ｎ ｅ ｓ ａｅｃ ｒ ｅｃｏ ｅ ｏ ｔ ｅ ｔｐｄ ａ －ｅ ｔｒｕ ｄ ｒｈｇ －ｏ ｄ ｃ ｎ ｉｏ ｎ ｓｌｅ ｕｖ ｌｎ ｕ ｌ ｉ ｉ ｏ —
维普资讯
第４卷 １
第 １ 期
西 安
交
通 大 学 学 报
Ｖｏ． ｌ Ｎ １ １４ ｏ
２０ ０ ７年 １月
Ｊ ＯＵＲＮＡＩ ＯＦ ＸＩＡＮ Ｉ Ｊ ＡＯＴＯＮＧ ＵＮＩ ＲＳ ＴＹ ＶＥ Ｉ
Ｊｎ ０ ７ ａ ．２ ０
高 比例 甲ห้องสมุดไป่ตู้ 柴 油双 燃 料 发 动 机燃 烧 与 排 放 特 性 的 研 究
Ｃｏ ｂｕ ｔｏ ｎ ｍ ｓｉ ｎ ａ ｄ Ｅｍ ｉｓｏ ｓｉ ｎ Ｃｈａ ａ ｔ ｒｓ ｉｓｏ ｇ ｎ ｅ ａ ｉ ｇ ｒ ｃｅ ｉｔｃ ｆａ ＤＩＥｎ ｉ ｅ Ｏｐ ｒ ｔｎ ｏ ｇ ｏ ｒ ｉ ｎ ｏ ｅ ｈ ｎｏ— ｅ ｅ ａ ｅ ｎ Ｈｉ ｈ Ｐｒ ｐｏ ｔｏ ｆＭ ｔ ａ ｌＤｉｓ ｌＤｕ ｌＦｕ ｌ
峰 值 减 小 ， 明预 混燃 烧量 增加 而扩散 燃 烧 量减 少； 负荷 时放 热 率 曲线 型 心 向上 止 点 靠 近 ， 表 高 燃烧
等容 度提 高， 当量 柴油 燃料 消耗 率 显 著 下 降 ； 高 比例 甲 醇 柴油 双 燃料 工作 模 式 下 ， 动 机 的 ＨＣ 在 发
和Ｃ ０排放 有所升 高， Ｎ 和碳 烟排放 大幅度 下降． 但 关键 词 ：柴 油机 ； 甲醇 ； 烧特性 ； 燃 排放 特 性 中 图分类 号 ：Ｔ ２ 文献标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ： ２ ３９ ７ （ ０ ７ ０ —０ ４０ Ｋ４ ０ ５ —８ Ｘ ２ ０ ） １０ １ —４
F-T柴油与正丁醇混合燃料的燃烧和排放特性研究
F-T柴油与正丁醇混合燃料的燃烧和排放特性研究原霞;王铁;谷丰收;杨甜甜;孙秀全【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2017(000)001【摘要】F-T柴油具有十六烷值高、几乎不含硫和芳香烃的特点,正丁醇是能量密度较高的可再生的生物质燃料.在增压中冷4缸柴油机上对比研究了0号柴油、F-T 柴油和F-T柴油-正丁醇混合燃料的燃烧、排放特性.结果表明:与柴油相比,掺混丁醇后缸内压力峰值、压力升高率降低;燃用F-T柴油-正丁醇混合燃料可同时降低炭烟和NOx排放,随着正丁醇掺混比例的提高炭烟排放显著降低,F-T柴油掺混20%正丁醇的炭烟排放降幅高达67.8%,NOx排放降幅达20.9%.【总页数】5页(P54-58)【作者】原霞;王铁;谷丰收;杨甜甜;孙秀全【作者单位】太原理工大学机械工程学院, 山西太原 030024;中北大学机械与动力工程学院, 山西太原 030051;太原理工大学机械工程学院, 山西太原 030024;太原理工大学机械工程学院, 山西太原 030024;太原理工大学机械工程学院, 山西太原030024;太原理工大学机械工程学院, 山西太原 030024【正文语种】中文【中图分类】TK407.9【相关文献】1.压燃式发动机燃用F-T柴油/生物柴油混合燃料的燃烧及振动特性研究 [J], 冯以卓;张瑞亮;杨甜甜;乔靖;高吉2.F-T柴油/PODE混合燃料的燃烧和排放特性研究 [J], 陈东东;张翠平;张瑞亮;乔靖;高吉3.甲醇/生物柴油/F-T柴油混合燃料燃烧特性与排放特性研究 [J], 王文坤;王铁;曹贻森;左鹏4.EHN添加对柴油-正丁醇混合燃料燃烧和排放特性的影响 [J], 张全长;陈昊;郑尊清;徐佳5.基于AVL-FIRE的生物柴油/正丁醇混合燃料燃烧与排放特性仿真分析 [J], 吉鹏;耿莉敏;王燕娟;陈阳;徐博健;毕磊超;李妍因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
乙醇与柴油混合燃料的燃烧特性和排放特性试验研究
Ｃ 碳 烟 在 小 负荷 时 增 加 、 负荷 时 降低 ． Ｏ、 大 关 键 词 ： 醇 ； 油 ； 烧 特 性 ； 放 特 性 乙 柴 燃 排 中 图 分 类 号 ：４ ４ １ Ｕ ６ ． ７１ 文 献 标 志 码 ： Ａ
Ｅｘ ｅ ｉ ｅ ｔ ｌｓｕｄ ｎ ｃ ｍ ｂ ｓｉ ｎ ａ ｄ ｅ ｈ ｕ ｔｅ ｉｓｏ ｐ ｒｍ ｎ ａ ｔ ｙ ｏ ｏ ｕ ｔｏ ｎ ｘ ａ ｓ ｍ ｓ ｉ ｎ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｓｉ ｓ ｏ ｉ ｓ ｌｅ ｉ ｅ ｆ ｌ ｄ ｗｊ ｌ ｎ ｉ ｇ ｒ ｔｏ ｏ ｔ ａ ｏ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆｄ ｅ ｅ ｎｇ ｎ ｕｅｅ ｔ ｂ ｅ ｄ ｎ ａ ｉ ｆｅ ｈ ｎ ｌ ｈ
ＨＥ Ｊｎ ｇ ｉ — ｅ，ＸＩ ＡＯ ｎ — ｉ Ｍｉｇ ｗｅ ，ＣＨＥＮ ｅ ｂ ｎ，ＺＨＡＮＧ — ｕ Ｚｈ ｎ－ ｉ Ｘｉｈ ｉ
（ ｃ ａ ｉａ ｎ ｌｃｒ ａ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｃ ｌ ｇ Ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｄ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌＥ ｇｎ ｅｉ ｏｌ ｅ，Ｈａｎ ｎＵｎｖ ｒｉ ， ｎ ｈ ｕ ５ ３ Ｃ ｉａ ａ ｉ ｎ ｅ ｉａ ｉｅｓ ｙ Ｄａ ｚ ｏ ７ ７， ｈｎ ） ｔ １ ７
丁醇柴油对发动机性能的影响研究
丁醇柴油对发动机性能的影响研究肖明伟;何金戈;张惜辉;陈振斌【摘要】按照体积分数配制出不同配比的丁醇柴油,并在一台双缸直喷式柴油机上,对燃烧不同配比丁醇柴油时发动机的燃油经济性和排放性进行了试验.研究结果表明:在柴油机参数不做改变的情况下,燃烧丁醇柴油的当量燃油消耗率变化不大,颗粒排放显著减少,但HC排放明显增加;CO排放量在小负荷时略有增加,而在中高负荷时明显降低;NOx排放量在中小负荷工况下都有明显降低,但在大负荷工况下有所增加.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2014(032)008【总页数】4页(P1231-1234)【关键词】柴油机;丁醇;当量燃油消耗率;排放【作者】肖明伟;何金戈;张惜辉;陈振斌【作者单位】海南大学机电工程学院,海南海口 570228;海南大学机电工程学院,海南海口 570228;海南大学机电工程学院,海南海口 570228;海南大学机电工程学院,海南海口 570228【正文语种】中文【中图分类】TK4640 引言由于石油资源面临着日益枯竭的危机，世界各国都在致力于研究清洁、低污染以及可再生的生物燃料。
目前常用的生物燃料有甲醇、乙醇、丁醇以及生物柴油等。
当前研究和应用比较广泛的是乙醇和生物柴油，但是丁醇由于诸多优势受到越来越多的重视。
丁醇是近年来国内外开始关注的一种新型替代燃料，它可以利用生物质制取，生物丁醇除了可以从谷物、小麦、甘蔗等提取外，木质茎、稻草、农业残余物、玉米纤维和外皮等均含有大量的纤维素和部分木质素，也可以作为制取生物丁醇的原材料[1]。
与甲醇和乙醇相比，丁醇的热值和能量密度高，汽化潜热小，能与汽油和柴油以较高的比例掺混互溶，同时丁醇的腐蚀性小，不必改造原有发动机燃油供给系统的结构[1]～[4]。
由于这些优点，国内外研究者对其与汽柴油掺混燃烧进行了初步研究。
本文通过发动机台架实验对丁醇柴油混合燃料进行了研究，分析了体积掺混比为10%，15%和20%的丁醇柴油对发动机经济性和排放性的影响，为丁醇柴油的深入研究和推广提供理论和试验依据。
柴油机燃烧乙醇柴油混合燃料的燃油经济性及排放特性研究
汽 车 工程 学报
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Ｖｂ ． １２ ＮＯ． １ Ｊ ｎ． ｌ ａ ２Ｏ ２
柴油机燃烧乙醇柴油混合燃料的燃油经济性及排放特性研究
（Ｃ ｌ ｇ ｆＭ ｅｈ ｎｃｌ ｎ ｅ ｔｉａ ｇｎ ｅｉｇ Ｈａｎ ｉｅｓ ｙ，Ｄａ ｚ ｏ ， Ｈａｎ ｎ ５ １ ３ ， Ｃｈｎ ） ｏｌ ｅ ｃ ａ ｉ ｄＥｌｃｒ ｌ ｅ ｏ ａａ ｃ Ｅｎ ｉｅｒｎ ， ｉａ Ｕｎｖ ｒｉ ｎ ｔ ｎｈ ｕ ｉａ ７ ７ ７ ｉａ
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Ａｂｓ ｒ ｃ ： Ｉ ｈｉ ｐ ｒ ｔａｔ ｎ ｔ ｓｐａ ｅ ，ｂｕ ｙ ｌ ｏ ｌｗ ａ ｓ ｄ ａ ｏｌ ｉｉ ｉ ｇｅ ｏ ｓ ｕ ｈｅ ｃ ｍｐａ ｉ ｉｉｙ ｏｆ ｔ ｌ ａｃ ｈｏ ｓ ｕ ｅ ｓ ａ ｓ ｕｂ ｌｚｎｇ ａ ｎｔ ｔ ｔ ｄｙ ｔ ｏ ｔｂ ｌｔ ｄｉｓ ｌｅ ｈａ ｌｂ ｅ ｕ ｌ， ｅ ｅ— ｔ ｎｏ ｌ ｎｄ ｆ ｅ ｓ ｗｈｉｈ ｗｅ ｅ ｍ ａ ｐ ｂ ｈｅ ｄ ｆｅ ｅ ｏ ｕ ａ ｉ ｆ ｄｉｓ ｌ ｔ ｎｏ ｎｄ Ｂｕ ｙｌ ｃ ｒ ｄｅ ｕ ｙ ｔ ｉ ｒ ｎｔｖ ｌ ｍｅ ｒ ｔｏ ｏ ｅ ｅ ，ｅ ｈａ ｌａ ｔ ａ ｃ ｏ ，ａ ｏ ａ ｌ ｅ ｔ ｍｐａ ｔｏ ｔ ｉ ｓ ｌｅ ｈａ ｌｂ ｅ ｄ ｆ ｌ ｔ ｉ ｅ ｅ ｔ ｎｏ ｌｎｄ ｎｇ ｒ ｔｏ ｌｏｈ ｌ ｎｄ ｔ ｎａｙｚ ｈｅ ｉ ｃ ｆ ｈｅ ｄ ｅ ｅ — ｔ ｎｏ ｌ ｎ ｕｅ ｓｗｉｈ ｄ ｆ ｒ ｎｔｅ ｈａ ｌｂ ｅ ｉ ａ ｉ
Fischer-TroPsch柴油与正丁醇混合燃料的非常规排放特性
Fischer-TroPsch柴油与正丁醇混合燃料的非常规排放特性原霞;王铁;谷丰收;杨甜甜;孙秀全【摘要】In order to analyze the impact of unregulated emissions of F-T diesel and its blended fuels with n-butanol, the experiment was carried out on a turbocharged and intercooled four-cylinder diesel engine using 0# diesel, F-T diesel and the blended fuels of F-T diesel with n-butanol at external characteristics.The emissions were measured by FTIR multi-component gas tester which include formaldehyde, 1, 3-butadiene, carbon dioxide, nitrous oxide and methanol.The results showed that compared with diesel the F-T diesel and the blended fuels can reduce formaldehyde, 1,3-butadiene, CO2 and N2O four kinds of unregulated emissions, methanol emissions increased slightly not over 3.11×10-6 ppm.With the n-butanol proportion increasing, formaldehyde, 1,3-butadiene, carbon dioxide and nitrous oxide have further decrease and methanol emission also declines.F-T diesel and the blended fuels can reduce unregulated emissions of diesel, and they are new kind of alternative fuels composedby coal-based and biomass.%为了分析F-T柴油及其与正丁醇混合燃料对柴油机非常规排放特性的影响,以0#柴油、F-T柴油及F-T柴油正丁醇混合油为燃料,在增压中冷四缸柴油机上进行了外特性试验;并利用FTIR多组分气体测试仪检测柴油机的甲醛、1,3-丁二烯、二氧化碳(CO2)、一氧化二氮(N2O)和甲醇等非常规排放特性.分析结果表明:与柴油相比F-T柴油及其混合燃料可以降低甲醛、1,3-丁二烯、CO2和N2O四种非常规排放,甲醇排放略有升高未超过3.11×10-6(ppm),随着正丁醇掺混比例的增加甲醛、1,3-丁二烯、CO2、N2O降低的幅度增大,甲醇排放降低.F-T柴油及其混合燃料可以降低柴油机的非常规排放,是煤基和生物质燃料组成的新型替代燃料.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)020【总页数】6页(P42-47)【关键词】F-T柴油;正丁醇;混合燃料;非常规排放【作者】原霞;王铁;谷丰收;杨甜甜;孙秀全【作者单位】太原理工大学机械工程学院,太原 030024;中北大学机械与动力工程学院,太原 030051;太原理工大学机械工程学院,太原 030024;太原理工大学机械工程学院,太原 030024;太原理工大学机械工程学院,太原 030024;太原理工大学机械工程学院,太原 030024【正文语种】中文【中图分类】TK464为缓解能源紧张和环境污染两大问题，开始对清洁替代燃料进行深入探究。
柴油-丁醇复合喷油燃烧模式的排放研究
ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｅ ｓ ｅ ｌ — ｂ ｕ ｔ ａ ｎ ｏ ｌ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ｅ ｄ ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｍｂ ｕ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｂ ｕ ｔ ａ ｎ ｏ ｌ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ，
摘
要： 在 试验 柴 油机上进 行 了柴油缸 内直 喷 结合 丁醇 气道 喷射 的 复合喷 油燃 烧试验 ，
分 别 研 究 了转 速 １ ４ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ和 １ ９ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ、 平 均指 示压 力 ０ ． ５ ＭＰ ａ和 １ ． ０ ＭＰａ ４个 工 况
第４ ０ 卷 第 １ ２ 期
２ ０ １ ３年 １ ２ 月
湖
南
大
学
学
报 （自 然 科 学 版 ）
Ｖｏ１ ． ４ ０， ＮＯ ．１ ２
Ｄｅ ｃ ．２ ０ １ ３
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ １ ｏ ｆ Ｈｕ ｎ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ ）
率和 高 的 ＨＣ排 放是 柴 油一 丁 醇复合 喷 油燃烧 面临 的主要 问题 ， 因而需要 对丁 醇气道 喷射 策
略 进 行进 一步 的优化 ．
关键词 ： 柴油 ； 丁醇 ； 复合 喷 油 ； 燃烧； 排 放
中 图分 类 号 ： ＴＫ４ ２ １ ．２
文 献标识 码 ： Ａ
Ｓｔ ｕ ｄｙ ｏ ｎ Ｅｍ ｉ ｓ ｓ ｉ ｏｎ ｓ ｏ ｆ Ｄｉ ｅ ｓ ｅ ｌ — ｂ ｕｔ ａ ｎｏ ｌ Ｃｏ ｍｂｉ ｎ ｅ ｄ
柴油-天然气双燃料发动机性能和排放特性研究
柴油-天然气双燃料发动机性能和排放特性研究李静;田新宇【摘要】In this paper, the performance and emission of diesel-NG dual fuel engine was studied based on the bench test. The test result shows that, comparing with the diesel engine, the power of the dual-fuel engine was not reduced, and less specific fuel consumption with good economy; the emissions was improved greatly.%本文以某柴油-天然气双燃料发动机为对象，通过台架试验对其性能和排放进行了研究。
结果表明，双燃料发动机与原柴油机相比，其可发出的功率与原柴油机相当，动力性不降低；有效燃料消耗率较低，具有良好的经济性；排放性相比原机有明显的改善。
【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2014(000)012【总页数】3页(P65-67)【关键词】双燃料发动机;动力性;排放性【作者】李静;田新宇【作者单位】西安兰德新能源汽车技术开发有限公司，陕西西安 710043;西安兰德新能源汽车技术开发有限公司，陕西西安 710043【正文语种】中文【中图分类】U464.3CLC NO.:U464.3Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)12-65-03柴油-天然气双燃料发动机是在原柴油发动机上加装一套天然气供给系统和双燃料电控系统，无须更换任何的零部件。
该电控系统同时精确控制柴油喷射及天然气喷射，利用柴油引燃气缸内的天然气和空气混合气体实现燃烧对外做功。
双燃料发动机保持了原柴油机高压缩比的特点，具有优良的动力性和经济性，同时，其排放水平与原柴油机相比也得到明显的改善。
使用异丁醇柴油混合燃料的柴油发动机的性能和排放特性
使用异丁醇柴油混合燃料的柴油发动机的性能和排放特性摘要：本次研究的目的在于探究在柴油机中用异丁醇柴油混合燃料代替柴油的适用性，并用实验探究其对发送机性能和排放的影响，即对有效功率、有效燃油消耗率、有效热效率及CO,NOx和HC排放的影响。
为此，我们准备了4种分别含5%、10%、15%及20%异丁醇的混合燃料作为基准，并在一个自然吸气四冲程直喷式柴油机上作测试。
测试时发动机为满载，转速在1200到2800r/min，以200r/min作为间隔。
将用混合燃料后得到的结果与用柴油时作了比较，测试结果表明，有效功率在异丁醇含量在10%内时略有减少，而在15%到20%是显著减少。
有效燃油消耗率随着混合物中异丁醇含量增加成比例增加。
虽然比柴油的最高有效热效率相对较低，当用含10%异丁醇的混合燃料时，在发动机处于高转速时的最高有效热效率有小幅度的提升。
结果还表明，与柴油相比，用混合燃料时CO和NOx的排放减少，而HC排放显著增加。
1介绍由于化石燃料的日益减少，传统化石燃料的价格增加以及处于环境考虑热对排放的限制，人们对可替代能源和可再生能源的兴趣日益增加。
目前，许多国家都在寻找用可再生能源来替代传统燃料的方法。
在这些燃料中，醇类燃料无论是与传统燃料混合或作为一种添加剂成分，都受到越来越多的关注。
由于他们的高辛烷值和氧含量，SI发动机中用醇类燃料比有汽油能有更好的燃烧性能。
然而，醇类燃料的一个重要问题就是在CI发动机中使用时其与空气混合困难，其十六烷值低，汽化潜热高，点火延迟长。
为了克服这些问题并在CI发动机中使用醇类燃料，不同地方法如酒精熏蒸、复式喷射、醇与柴油混合机和酒精柴油燃料的乳化都可以使用。
研究表明，使用酒精柴油混合燃料的柴油发动机点火延迟期延长，这多时间取决去酒精混合的类型且随着混合物中酒精的含量的增加而增加。
然而，使用混合燃料有效的改善了尾气的排放。
Ajav等人，在匀速柴油机下测试了不同比例的混合燃料。
CNG／柴油双燃料发动机燃烧特性研究
CNG／柴油双燃料发动机燃烧特性研究随着环保意识的不断提高，汽车燃料的研究与开发也变得越来越重要。
CNG／柴油双燃料发动机作为一种新型燃料模式，可以有效地减少有害气体的排放，成为了未来发展方向的重要研究对象。
本文将结合现有文献综述这种燃料的特点及其燃烧特性。
首先，CNG和柴油混合使用可以有效地减少排放的有害物质。
CNG作为清洁能源，其主要成分为甲烷，燃烧后仅产生二氧化碳和水，对环境影响较小。
而柴油则是一种烃类物质，其燃烧产生的氮氧化物和颗粒物对环境污染较大。
因此，使用CNG与柴油的混合燃料可以降低排放的有害物质，减少氧化氮、二氧化硫、非甲烷碳氢化合物、颗粒物等有害物质的排放，更为环保。
其次，CNG和柴油的燃烧特性也有一定的差异。
CNG燃料分子小，分子量轻，爆炸速度快，燃烧速度较快，这些特性使得CNG的燃烧能够在较短的时间内完成，提高了发动机的动力和燃油效率。
而柴油则具有高能量和高燃烧温度等优点，但其燃烧速度较慢，需要较长时间才能完成，因此也容易产生烟雾和颗粒物，影响空气质量。
因此，如何合理地调节CNG和柴油的混合比例，可以有效地优化发动机的燃烧过程，提高燃油效率和动力性能。
为了更好地研究CNG／柴油双燃料发动机的燃烧特性，研究者们通过数值模拟、实验测试等方式开展了一系列的研究。
其中，数值模拟可以模拟燃烧室内CNG和柴油混合燃料的燃烧过程，可以获得燃烧过程的细节和特征，对优化发动机的燃烧特性有着重要的指导意义。
而实验测试则能够对研究结果进行验证，确定模拟过程的准确性。
综合上述特点和研究情况，CNG／柴油双燃料发动机的研究具有广阔的应用前景。
在未来的研究中，需要进一步深入研究其燃烧机理和调节参数的优化，使其在保证动力性能的同时，降低排放，并逐渐替代传统柴油发动机，成为清洁高效的新型发动机。
为了更好地研究CNG／柴油双燃料发动机的燃烧特性，需要深入研究其燃烧机理。
在CNG与柴油混合燃料中，CNG的甲烷分子可以快速燃烧，而柴油分子则需要经历喷射、混合和自燃等过程。
醇类燃料HCCI发动机燃烧特性的实验研究
醇类燃料HCCI发动机燃烧特性的实验研究谢辉;何邦全;张岩;陈韬;赵华【期刊名称】《燃烧科学与技术》【年(卷),期】2006(012)001【摘要】在Ricardo Hydra单缸四冲程发动机上利用内部废气再循环策略实现了4种醇类燃料(纯甲醇燃料、纯乙醇燃料、体积分数为50%的甲醇与汽油混合燃料和体积分数为50%的乙醇与汽油混合燃料)的HCCI燃烧.通过调整HCCI发动机的空燃比、转速和气门相位角,研究了醇类燃料HCCI发动机的燃烧特性.结果表明,醇类燃料的HCCI燃烧不同于普通汽油,燃烧可以在较稀的混合气浓度范围区域内实现,使发动机的运行范围向小负荷和高转速方向拓展,其中纯乙醇可以向高低负荷两个方向拓展运行范围.醇类的着火时刻受化学反应特性和加热的共同影响,其中甲醇燃料的着火在所比较的范围内都是最早的,而且甲醇燃料的着火持续期短于乙醇燃料.除了纯甲醇以外,其他醇类燃料的平均指示压力都高于汽油.【总页数】6页(P5-10)【作者】谢辉;何邦全;张岩;陈韬;赵华【作者单位】天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072;天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津,300072【正文语种】中文【中图分类】TK16【相关文献】1.混合比对正丁醇/柴油混合燃料HCCI发动机燃烧特性的影响 [J], 李刚;张春化;赵志新2.EGR对二甲醚HCCI发动机燃烧特性的影响 [J], 黄锦耀;严诗伦;陈朝阳3.进气增压对负阀重叠HCCI发动机燃烧特性的影响研究 [J], 林富鹏;刘寅童;薛忠业;邓俊;胡宗杰;李理光4.掺氢天然气HCCI发动机燃烧特性数值模拟研究 [J], 李岳林;沈嘉诚5.船舶醇类燃料发动机燃烧特性研究 [J], 程艳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
正丁醇添加于柴油—生物柴油对柴油机性能及颗粒物排放的影响研究
正丁醇添加于柴油—生物柴油对柴油机性能及颗粒物排放的影响研究摘要：本文基于一台单缸直喷压燃式柴油机，在常规转速的3个负荷工况点进行试验，评估柴油-生物柴油-丁醇混合燃料的内燃机性能和排放颗粒物的理化性质。
柴油添加20%Vol生物柴油（PME），然后分别添加5%，10%，15%Vol正丁醇。
结果显示：随着正丁醇比例的增加，相对于B20，有效热效率在中高负荷下明显提高，颗粒物质量和数量浓度、碳元素浓度（EC）明显减少，颗粒物中有机碳（OC）含量增加。
同时，颗粒物平均几何直径呈减小趋势，颗粒相的多环芳香烃（PAHs）总数减少。
关键词：正丁醇；柴油；生物柴油；颗粒物；多环芳香烃StudyonN-butanolAdditiontoDiesel-BiodieselEffectingonEnginePerformanceandParticulatesEmissionsLIUBo（CollegeofBusinessAdministration，HenanUniversityofAnimalHusbandryandEconomy，ZhengzhouHenan450008）Keywords：n-butanol；diesel；biodiesel；particulates；PAHs为了扩展柴油-生物柴油在柴油机上的应用，添加醇类（例如乙醇）已经被广泛研究。
相对于生物柴油，醇类具有更低的运动黏度和较低的油品波动，其作为助溶剂来改善柴油-生物柴油特性具有良好的效果，并随着掺混比例增加，燃油燃烧更充分。
鉴于以上技术优点，使用柴油、生物柴油和醇类三元混合燃料吸引了众多学者的注意，混合具有能改善燃油特性、发动机性能、燃烧特性和排放特性等优势。
在醇类燃料中，丁醇被认为是适用于内燃机的一种可再生生物油。
相对于乙醇和甲醇，其具有较高的热值和十六烷值，与柴油具有较好的混合特性和更低的亲水性。
近期大量研究显示，相比于乙醇，丁醇能更好地替代生物油应用在压燃发动机上。
正丁醇柴油发动机燃烧排放特性及喷油、燃烧室形状影响
第42卷第2期2021年4月内燃机工程ChineseInte<nalCombustionEngineEnginee<ingVol.42No.2Ap<il2021文章编号：1000—0925(2021)02—0023—08420019正丁醇/柴油发动机燃烧排放特性及喷油、燃烧室形状影响张际洲颜伏伍陈子逸12,王宇12(1.武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室，武汉430070；2.武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心，武汉430070)Combustion and Emissions Characteristics of N-Butanol/Diesel Engine and Impact of Injection Strategy and Combustion Chamber GeometryZHANG Jizhou1',YAN Fuwu1',CHEN Ziyi1',WANG Yu1'(1.Hubei Key Laboratory of Advanced Technology for Automotive Components,Wuhan University of Technology'Wuhan430070'China；2.HubeiColaborativeInnovationCenterforAutomotiveComponents Technology'Wuhan UniversityofTechnology'Wuhan430070'China) Abstract:Based on a certain type of direct injection diesel engine,a three-dimensional model of a complete single-cylinder combustion chamber with intake and exhaust ports wasestablished.Thethree-dimensionalcomputationalfluiddynamics(CFD)analysis software CONVERGE wasusedtosimulatethe spray,combustionandemissionsoftheengine.Theefectofn-butanolblendingratioonthecombustionand emissions of the diesel engines wasstudied.Theresultsshowedthat with the increase of the n-butanol blendingratio,thepeakcylinderpressure,ignitiondelayandcombustionrateincrease,thesootandcarbon monoxideemissionsgradualyreduce,andthenitrogenoxidesemissionsslightlyincrease.Inordertofurther improve the combustion and reduce the pollutant emissions of the engine fueled with n-butanol/diesel blended fuel,thecombinedefectsoffuelinjectionstrategyandcombustionchambergeometry werestudied.The results show that for an engine fueled with the blended fuel,multiple injection and suitable combustion chambergeometrycanefectivelyimprovethemixtureinthecylinder,increasetheturbulentkineticenergyin thecylinder,pared with pure diesel fuel,theblendedfuel enables multiple injection to further lower soot emissions and simplifiesfuelinjection strategy,butit weakenstheefectofcombustionchambergeometryonthesootemissions.摘要：针对某型号直喷柴油机，建立了该柴油机中单缸完整燃烧室及气道三维模型'吏用三维计算流体力学(compuationel fluid dynamics,CFD)分析软件CONVERGE对其进行模拟计算，研究了正丁醇掺混比例对柴油机燃烧排放的影响)结果表明：随着正丁醇掺混比例的提高，峰值缸压、滞燃期和燃烧速度均呈递增趋势，碳烟及CO排放量逐渐减少，NOz排放量小幅增加)为了进一步改善缸内燃烧情况和降低污染物排放，对正丁醇掺混时喷油策略、燃烧室几何形状的综合影响进行了研究，结果表明：掺混时多次喷油及采用合适的燃烧室模型可以有效改善掺混后缸内油气混合情况，增加缸内湍动能强度，进一步降低碳烟排放量)与纯柴油收稿日期：2020-05-04修回日期：2020-06-26基金项目：国家重点研发计划项目(2017YFC0211201)移动源污染排放控制技术国家工程实验室开放基金项目(NELM2018A11)Foundation Item：National Key R&D Program of China(2017YFC0211201) ；Natural Engineering Laboratory for Mobile Source Emission Control Technology(NELM2018A11)作者简介：张际洲(995—)，男，博士生，主要研究方向为清洁燃烧，E-mail：zhangizhou@whut ；王宇(通信作者)，E-mail:yu.wang@。
丁醇柴油的燃油经济性和排放特性研究
丁醇柴油的燃油经济性和排放特性研究郭芬;常永龙;申志明;吴跃曲;朱建军;王铁【摘要】按照体积分数配制出10％的丁醇柴油，在一台四缸柴油机上，对燃烧10％的丁醇柴油和国标0＃柴油的燃油经济性和排放性进行了试验。
研究结果表明：在柴油机参数不做改变的情况下，外特性工况下燃烧10％的丁醇柴油（B10）的动力性有所下降，输出转矩最大降幅达7．9％，油耗有所升高，在负荷特性工况下，发动机燃用B10时的油耗率与燃用国标0＃柴油的油耗率相差不大。
两种工况下的排放，相对于国标0＃柴油：发动机燃用10％的丁醇柴油时，除HC排放上升外， CO、 CO2、 NOx 和碳烟排放都有所降低，其中碳烟排放显著降低，体现出丁醇柴油这一含氧混合燃料的排放优势。
%According to the volume fraction made a 10%butanol diesel, on a four cylinder diesel engine, to 10%of butanol diesel combustion and gb 0#diesel fuel economy and emissions was tested.The results showed that under the condition of the diesel engine parameters did not change, external characteristic working conditions was 10%of butanol diesel combustion ( B10) performance decline, the output torque biggest drop was 7.9%, and the fuel consumption was increased, under the working condition of load characteristic, the engine when burning B10 fuel consumption rate and the gasification of gb 0# diesel fuel consumption rate.Emissions of two kindsof working conditions, the relative gb 0#diesel oil, while burning 10% of butanol diesel engine, in addition to the HC emissions rise, CO, CO2 , NOx and smoke carbon emissions were reduced, which reduced carbon smoke emission reflects butanol fuel the oxygen mixing fuel emissions.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)014【总页数】4页(P100-103)【关键词】丁醇柴油;柴油机;排放;燃油经济性【作者】郭芬;常永龙;申志明;吴跃曲;朱建军;王铁【作者单位】山西华顿实业有限公司，山西太原030006;山西华顿实业有限公司，山西太原 030006;山西华顿实业有限公司，山西太原 030006;山西华顿实业有限公司，山西太原 030006;太原理工大学车辆工程系，山西太原 030024;太原理工大学车辆工程系，山西太原 030024【正文语种】中文【中图分类】TQ519能源和环境是本世纪人类面临的两大问题，随着化石能源对环境影响的加剧和储存量的逐渐减少，世界各国都在致力于研究清洁、低污染以及可再生的替代燃料。
柴油／汽油双燃料发动机排放性能的研究
燃 烧 过程 主要 是受 火焰传 播 控制 的均质 稀 混合气 燃
１ 引言
均质 充量 压燃 燃 烧 过程 （ ＨＣＣ ） 以 在 保 留柴 １可 油 机低 燃 油 消 耗 率 的 前提 下 ， 现 均 质 、 温 的燃 实 低 烧 ， 突 出优 点 是 ＮＯｘ与 微 粒 大 幅 度 降 低 。 但 是 其 这种 燃烧方 式存 在两个至 今 未能 很好解 决 的技 术难 题： 着火 时刻 和燃 烧 速度 的 控 制。 现 在 工 况 适 应 表 性差 ， 法 在柴油 机高 负荷 工况 使用Ｌ 无 “ 柴油 ／ 汽油双 燃料 准均 质燃 烧过程 （ ＱＨＣ ） ＣＩ 可 以获得类 似 ＨＣ Ｉ Ｃ 过程 的 超 低 ＮＯｘ与 微 粒排 放 特 性 ， 且 在燃 烧 时刻 与速 度 的控 制 方 面容 易 实 现 。 而
汪洋 苏万华 谢辉 高海 洋 扬 洪敏 （ 天津 大 学）
Ｉ 要 ｌ 本文使 用实 验方 法研究 了柴 油／ 摘 汽油双燃料发动机的排放及燃油经济性 ．试 验结 果表 明， 准均 质燃 烧方式 （ ＣＣＩ在保留柴油机 良好的燃油经济性 的前提下， ＱＨ ） 可 大 幅度 降低 ＮＯｘ和碳 烟 排艘 自然 吸气状 态 在 下， 试验样机的这两项指标都达到了欧洲 Ⅱ 号标准， ＨＣ、 但 ＣＯ排放有所提 高
缩上死点附近， 喷射 少量 的 柴油 ， 汽 油 混合 气 点 将 燃 。 由于 汽 油 在 燃 料 中 占 的 比例 大 ， 此 ｏＨＣ 因 ＣＩ
受丰田基金 与国家 自然 基金 重点项 目（９３ １０ 资助 。 ５９６３ ）
控 制 的 电控 喷射系 统 。原机 的参 数如 表 ｌ 示 。 所
丁醇—柴油双燃料清洁燃烧的数值研究的开题报告
丁醇—柴油双燃料清洁燃烧的数值研究的开题报告
标题：丁醇—柴油双燃料清洁燃烧的数值研究
背景：近年来，汽车尾气排放对空气和环境的污染越来越严重，因
此寻找一种清洁排放的替代燃料已成为当前汽车研发的重点。
丁醇是一
种生物醇类的清洁燃料，可以与柴油混合使用，能够降低尾气排放，提
高燃烧效率，是未来的燃料之一。
因此，对于丁醇—柴油双燃料的燃烧
过程进行数值模拟与分析，有助于深入了解其燃烧机理、优化燃烧过程，提高其应用效果。
目的：本研究旨在基于计算流体力学（CFD）技术，研究丁醇—柴
油双燃料的燃烧特性，揭示其燃烧机理，优化燃烧过程，为实现清洁燃
烧提供理论依据。
方法：本研究采用ANSYS Fluent软件对丁醇—柴油双燃料的燃烧过程进行数值模拟。
首先，建立数学模型，确定流场初值和边界条件，考
虑燃油喷射、燃烧和尾气排放等多个因素的影响，分析其对燃烧过程的
影响。
其次，设置数值参数，进行计算，得到数值模拟结果，包括温度、压力、速度和质量分数等。
最后，采用标准的评价指标，如平均温度、NOx排放、热效率等，对结果进行分析和评价。
预期结果：预计通过数值模拟，可以深入了解丁醇—柴油双燃料的
燃烧过程，揭示其燃烧机理，优化燃烧过程。
同时，可以评估不同工况
下的污染物排放和热效率，为丁醇—柴油双燃料的应用提供理论基础。
结论：本研究将为丁醇—柴油双燃料清洁燃烧提供理论依据，有助
于进一步推广和应用该燃料，从而实现汽车排放的清洁化，保护环境和
人类健康。
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丁醇-柴油双燃料发动机的燃烧和排放特性试验研究李鑫;董超;韩伟强;刘兴文;李博仑【摘要】为了深入研究丁醇同分异构体在双燃料发动机上燃烧和排放的差异,基于1台重型6缸涡轮增压柴油机,在转速1500 r/min、缸内循环总能量1280 J/cycle 工况下,针对正丁醇-柴油和异丁醇-柴油双燃料的燃烧和排放特性进行了试验研究.研究结果表明:随着柴油喷射定时的提前,正丁醇-柴油和异丁醇-柴油双燃料燃烧的最大缸内压力相位、放热率峰值相位和θCA10提前,最大缸内压力、缸内最高平均温度和燃烧持续期增加,放热率峰值和最大压力升高率先增大后减小,HC,CO和颗粒物排放降低,而NO x排放先增加后减少.在相同的柴油喷射定时和丁醇替代比条件下,相比于正丁醇-柴油双燃料燃烧,异丁醇-柴油双燃料燃烧的θCA10,θCA50和θCA90均提前,滞燃期和燃烧持续期变短,最大缸内压力、放热率峰值和最大压力升高率降低,HC和NO x排放较高,而CO和颗粒物排放较低.【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】8页(P77-84)【关键词】正丁醇;异丁醇;柴油;双燃料;燃烧;排放【作者】李鑫;董超;韩伟强;刘兴文;李博仑【作者单位】西华大学流体及动力机械教育部重点实验室 ,四川成都 610039;国家汽车质量监督检验中心 ,湖北襄阳 441004;西华大学流体及动力机械教育部重点实验室 ,四川成都 610039;西华大学流体及动力机械教育部重点实验室 ,四川成都610039;西华大学流体及动力机械教育部重点实验室 ,四川成都 610039【正文语种】中文【中图分类】TK421.2近年来，采用缸内直喷高活性燃料+气道喷射低活性燃料的双燃料(或RCCI)燃烧模式已成为国内外的研究热点。
该模式能够通过调节缸内工质的活性分布和梯度有效地控制燃烧相位、放热规律并降低压力升高率，可在全工况范围内实现稳定燃烧[1-2]。
相关研究表明[3-7]双燃料燃烧模式在提高热效率和降低污染物排放方面极具潜力。
Kokjoh[8]等研究发现，与传统柴油燃烧相比，采用汽油-柴油双燃料燃烧模式能使指示热效率提高约16.4%。
Splitter[9]等也指出，汽油-柴油双燃料燃烧模式可使指示热效率达到约60%。
此外，Benajes[10]、尧命发[11]等研究发现，采用双燃料燃烧模式可在不使用后处理技术条件下使NOx和Soot排放接近于0。
目前，醇类燃料(如甲醇、乙醇、丁醇等)作为低活性燃料已被广泛应用于双燃料燃烧模式。
与甲醇、乙醇相比，丁醇具有较高热值、较高能量密度、较高闪点、密度与柴油接近、对燃油管路无腐蚀性等优异的物理化学性质，已被认为是一种更具潜力的应用于双燃料燃烧模式的低活性燃料[12-13]。
针对采用丁醇作为低活性燃料的双燃料燃烧模式，国内外学者已开展了大量的研究工作。
Chen[14]等对正丁醇-柴油双燃料燃烧的研究结果表明，在低EGR率(15%)时，正丁醇比例的增加将增大缸压峰值和放热率峰值，减小燃烧持续期；而在高EGR率(45%)时，正丁醇比例的增加降低了缸压峰值和放热率峰值，并使着火始点推迟、燃烧持续期增加。
Soloiu[15]等指出正丁醇-生物柴油双燃料燃烧可通过控制燃烧相位改变NOx-Soot的折中关系，同时使NOx和Soot分别降低74%和98%。
Ruiz[16]等还研究了正丁醇-柴油双燃料燃烧模式对颗粒物物理化学性质的影响。
结果表明，与传统柴油燃烧相比，正丁醇-柴油双燃料燃烧能够增强颗粒物的氧化反应活性，并使其活性表面积和可溶性有机成分增加。
此外，Lopez[17]等还指出正丁醇-柴油或乙醇-柴油双燃料燃烧均可提高发动机的有效热效率；相比于乙醇，正丁醇是一种更加优异的低活性燃料，能够更好地改变污染物排放之间的折中关系。
丁醇有正丁醇、仲丁醇、异丁醇和叔丁醇4种同分异构体。
它们虽然均具有OH基官能团，但分子结构(羟基位置和碳链结构)存在明显差异。
大量的研究表明，4种同分异构体分子结构上的差异将引起不同的燃烧与排放行为。
Moss[18]等利用详细化学反应动力学模型通过反应通量和敏感性分析发现，由于正丁醇和异丁醇在化学反应过程中主要发生脱氢和热分解反应，产生高活性的H原子和羟基自由基，为高反应活性的异构体；而叔丁醇和仲丁醇在化学反应过程中主要发生脱水反应，产生较稳定的低活性自由基，为低反应活性的异构体。
Gu[19]等在定容燃烧弹上研究了4种丁醇同分异构体的层流燃烧速度。
结果表明，分子结构对层流燃烧速度有较大影响，4种同分异构体的层流燃烧速度从大到小依次为正丁醇，仲丁醇，异丁醇，叔丁醇。
Stranic[20]等在激波管中测量了4种丁醇同分异构体的着火延迟时间。
他们发现4种同分异构体的着火延迟时间从小到大依次为正丁醇，仲丁醇和异丁醇，叔丁醇。
此外，Viteri[21]等在管流反应器中研究发现，4种丁醇同分异构体在高温分解反应中生成的Soot浓度从高到低依次为叔丁醇，仲丁醇，正丁醇，异丁醇。
Singh[22]等在逆流扩散火焰的研究中也指出，在多环芳香烃(PAHs)的生长阶段，仲丁醇生成的PAHs最少，叔丁醇生成的PAHs最多，正丁醇和异丁醇生成的PAHs介于两者之间。
综上所述，丁醇-柴油双燃料发动机燃烧与排放的研究主要集中于正丁醇，而针对异丁醇-柴油的双燃料发动机燃烧和排放的研究却鲜有报道，已有的关于异丁醇的研究均是与柴油掺烧开展的[23-25]。
正丁醇、异丁醇两种同分异构体的燃烧与排放行为的差异性研究也主要是在定容燃烧弹、激波管等装置上基于单一燃料燃烧的基础研究，而对双燃料发动机燃烧和排放的影响差异性却鲜有报道。
鉴于此，本研究在1台双燃料发动机上，分别以正丁醇和异丁醇作为低活性燃料，柴油作为高活性燃料开展了燃烧试验，分析了正丁醇-柴油和异丁醇-柴油双燃料燃烧的燃烧和排放特性，并比较了两种丁醇同分异构体在燃烧和排放方面的差异。
1 试验设备和方法1.1 试验发动机与设备试验发动机为1台排量8.4 L、6缸、直列涡轮增压柴油机，其基本参数见表1。
为了实现双燃料燃烧，在进气管上增加一套丁醇供给系统，其喷射压力和喷射时刻分别为0.5 MPa和0°ATDC。
丁醇供给系统和原机柴油供给系统均由课题组自行开发的电控单元(ECU)进行控制，可实现对丁醇和柴油喷射时刻和喷油脉宽的灵活柔性调节。
丁醇和柴油的消耗量分别由ToCeiL-CMFD015型和ET2500型智能油耗仪进行测量。
缸内燃烧参数采用课题组自行开发的燃烧参数采集与分析系统进行测量。
该系统由Kistler 6125C型缸压传感器、Kistler 5011B10型电荷放大器、NI USB6353型采集卡和E6C2-CWZ3E型光电编码器等组成。
气体排放(CO,NOx,HC)测量采用HORIBA MEXA-7100DEGR型气体排放分析仪；颗粒物测量采用Cambustion DMS500 MKII快速型微粒光谱仪，粒径测量范围为5～1 000 nm，带有两级稀释系统，试验设定稀释比分别为4∶1和150∶1，稀释气体为高纯空气。
图1示出试验台架示意。
表1 试验发动机基本参数缸径113柴油喷射系统高压共轨行程140进气门开启角/(°)-369压缩比17.5∶1进气门关闭角/(° )-161喷孔数8喷孔直径/mm0.15燃烧室形状ω 型喷雾锥角/(°)150图1 试验台架示意1.2 试验燃料试验用柴油为0号国五柴油，正丁醇和异丁醇为纯度99.9%的分析醇，其理化性质见表2。
表2 试验用燃料理化性质[12-13]特性柴油正丁醇异丁醇氧质量分数/%21.6221.62自燃点/℃200～250343415.6十六烷值51～5912研究法辛烷值96113低热值/MJ·kg-142.833.1933.11沸点/℃180～360117.7108理论空燃比14.311.211.2汽化潜热/MJ·kg-10.250.6260.684密度(20 ℃)/g·cm-30.820.810.802黏度(40 ℃)/mm2·s-11.9～4.12.5444.3121.3 试验方法试验过程中，保持冷却水出水温度和机油温度分别为(80±1)℃和(85±1)℃，进气温度保持为(30±1)℃。
在转速1 500 r/min、缸内循环总能量1 280 J/cycle、不同柴油喷射定时和丁醇替代比条件下，研究进气道喷射不同分子结构丁醇(正丁醇和异丁醇)对双燃料发动机燃烧和排放的影响规律。
试验工况见表3。
表3 试验工况转速/r·min-11 500循环总能量/J1 280丁醇替代比rx/%50,60柴油喷射压力/MPa80丁醇喷射压力/MPa0.5丁醇喷射时刻/(°)0柴油喷射时刻/(°)-35,-18,-8平均有效压力/MPa0.3丁醇替代比定义如下：(1)式中：mD为柴油的质量流量；HuD为柴油的低热值；mx为进气道喷射燃料的质量流量；Hux为进气道喷射燃料的低热值；rx为丁醇替代比；下标x为n或iso，分别代表正丁醇或异丁醇。
2 结果与分析2.1 燃烧特性图2示出转速1 500 r/min、缸内循环总能量1 280 J/cycle工况，当丁醇替代比为50%和60%时，柴油喷射定时分别为-8°，-18°，-35°ATDC的缸内压力和瞬时放热率曲线。
由图2可知，随着柴油喷射定时的提前，最大缸内压力和瞬时放热率峰值所对应的曲轴转角均提前，最大缸内压力逐渐增加，瞬时放热率峰值先增大后减小。
这主要是由于随着柴油喷射定时的提前，缸内形成可燃混合气的时刻提前且缸内工质的混合时间增长，致使缸内工质更早地发生燃烧反应，并使预混燃烧比例增加，因此，最大缸内压力和瞬时放热率峰值所对应的曲轴转角提前，最大缸内压力增加。
然而，柴油喷射定时提前虽然能够增大预混燃烧比例，促进瞬时放热率峰值增加，但也降低了缸内工质着火时刻所对应的缸内压力和温度，并使局部空燃比增大，可燃混合气活性降低，从而抑制可燃混合气的燃烧反应速率。
因此，在上述因素的综合作用下，瞬时放热率峰值随柴油喷射定时的提前而呈现先增大后减小的趋势。
图2 不同柴油喷射定时下缸内压力和瞬时放热率另外，由图2还可发现，在相同的柴油喷射定时和丁醇替代比条件下，异丁醇-柴油双燃料燃烧的滞燃期明显短于正丁醇-柴油，且其最大缸内压力和瞬时放热率峰值也明显低于正丁醇-柴油。
通常十六烷值(或辛烷值)是评价燃料自燃着火能力的重要参数之一，燃料的十六烷值越高或辛烷值越低，越容易引发自燃着火，滞燃期越短。