唐琦军，蒋 蘋，刘敬平，彭才望，任 凯

(1.湖南农业大学 机电工程学院，长沙 410128；2.湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙 410082)

0 概述

随着汽柴油消耗量的逐年增长和汽车尾气排放法规的日益严格，内燃机行业面临能源短缺、成本上涨和排放污染超标等问题，促使人们越来越关注替代能源的研究[1-3]。近年来，国内外学者对一种新型的内燃机代用燃料——丙酮-丁醇-乙醇(acetone-butanol-ethanol， ABE)展开了大量研究[4-7]。ABE是丙酮、丁醇和乙醇的混合物(体积比约为3∶6∶1)，是微生物发酵法生产丁醇的中间产物。丁醇的理化特性与汽油最为接近，被认为是很有潜力的替代燃料，2019年全球正丁醇生产能力为634.3万吨，产量为416.8万吨[8-9]。但是发酵法生产丁醇的成本过高，严重影响了丁醇在发动机上的产业化。ABE作为丁醇发酵的中间产物，具备替代能源的众多优点，如可再生、汽化潜热大、层流火焰速度高、生产成本低等。因此，研究人员将ABE作为内燃机代用燃料进行了大量研究，主要包括ABE、ABE/柴油、ABE/汽油混合燃料在定容燃烧弹和发动机中的喷雾、混合气形成及燃烧的试验研究[10-11]。文献[12]中利用定容燃烧弹研究了不同环境温度下ABE、丁醇和柴油的喷雾和燃烧特性。发现环境温度较高时，所有的被测燃料的喷雾形态均类似；但当环境温度较低时，ABE的喷雾体积略小于丁醇。文献[11]中研究发现相比于柴油，在低环境温度(800 K)和低环境氧体积分数(11%)的条件下，ABE20(ABE体积分数为20%，汽油体积分数为80%)的碳烟生成基本得到了抑制；ABE与丁醇在各种条件下的自然火焰光度均低于柴油，且ABE比丁醇更低。……