迟 昊, 庄 远, 马永飞

(合肥工业大学 汽车与交通工程学院,安徽 合肥 230009)

0 引 言

近年来,能源与环境问题越来越受到全世界的重视,汽油机为了降低燃油消耗率和排放,提出了增大压缩比、提高热效率、发动机小型化等措施。目前,随着小型化增压直喷汽油机的发展,爆震成为了限制性能进一步提升的重要因素。爆震是缸内燃料高速爆燃的一种不正常燃烧现象,能产生高频压力震荡,造成较大的声响,甚至损伤发动机。爆震使得汽油机不能实现优化的燃烧相位和更高的压缩比,限制了热效率的提高[1]。

在点燃式发动机抑制爆震的措施中,除了推迟火花正时[2]、提高燃油辛烷值[3]和废气再循环[4]外,一些学者利用代用燃料的特性,对双燃料发动机做了较多的研究。文献[5]研究了在小尺寸汽油直喷发动机中固定当量比的情况下,喷射25%、50%、75%比例的甲醇/水作为爆震抑制剂的影响;结果表明,低浓度的甲醇/水可以更有效地抑制爆震的产生,能在不爆震的情况下使用更大的火花提前角,产生更高的平均指示有效压力(indicated mean effective pressure,IMEP),提高了燃烧热效率。文献[6]在单缸点燃汽油发动机中使用双喷射策略分别研究了甲醇、乙醇作为爆震抑制剂的影响;结果表明,甲醇和乙醇的汽化潜热极大缓解了爆震,在7.5的IMEP下,甲醇、乙醇体积分数分别为41%、43%,相对纯汽油喷射分别提前了11°CA、12°CA的点火提前角,燃烧持续时间均降低了5°CA,热效率均达到37.6%,比纯汽油高了2.3%,在8.5的IMEP下,喷射乙醇后的热效率为38.3%,比喷射甲醇高1%,比纯汽油高2.8%。……