李 锋, 张尊华, 梁俊杰, 万 琦, 李格升

(武汉理工大学 能源与动力工程学院， 武汉 430063)

天然气是一种清洁高效的发动机替代燃料，几乎不含硫、粉尘等有害物质，储量丰富，受到了国际社会的广泛关注[1]. 因为天然气的辛烷值较高，不易被压燃，所以为实现其在压燃式发动机上的应用，可采用柴油作为着火源引燃天然气的双燃料运行方式[2-3]. 碳氢燃料根据其着火特性的不同，可以被分为只具备单阶段着火的燃料，以及具备二阶段着火特性的燃料，其中后者的二阶段着火现象通常在初始温度低于850 K时出现[4]. 柴油有着明显的二阶段着火现象[5]，燃料二阶段着火发生的温度区域内存在燃料着火的NTC(负温度系数)现象，该现象与发动机的敲缸、爆震等燃烧现象有很大的关系. 因此，为了深入理解实际双燃料在中低温条件下的着火过程、优化缸内燃烧，有必要对此开展研究. 天然气和柴油都是复杂的混合物，柴油更是包含上千种组分. 构建双燃料的详细化学动力学机理难度非常大，一般对天然气和柴油着火特性的研究主要通过构建相关燃料替代物进行分析. 甲烷是天然气的主要成分，经常被用作天然气的单组分替代燃料[2,6-7]. 柴油的十六烷值(CN)较高，一般为40～56[8]，正庚烷的十六烷值(CN=56)与柴油较为接近，因此以正庚烷作为柴油替代物开展的研究也十分广泛[9-12]. 因此本文选择甲烷和正庚烷分别作为天然气和柴油的替代燃料，开展甲烷-正庚烷双燃料二阶……