李睿宸,陈朝阳,姚晓新,汤成龙

(1.长安大学汽车学院,710064,西安;2.西安交通大学能源与动力工程学院,710049,西安)

柴油机热效率高、经济性好,广泛应用于生产生活中,但其碳烟和NOx排放偏高,且这两种污染物之间存在显著的此消彼长的关系,很难通过机内措施同时有效控制。与柴油机相比,汽油机排放较为清洁,但受爆震燃烧限制,压缩比小,热效率低,经济性差。汽油压燃技术结合了传统汽油机和柴油机的优点,利用汽油类燃料辛烷值高、蒸发性好的特点,使燃料与空气在着火前充分混合,避免在缸内形成过浓区和过稀区,从而减少碳烟和NOx的生成,同时采用压缩着火的方式,压缩比较高,可大幅度提高热效率。然而,由于汽油类燃料反应活性低,着火能力差,汽油压燃技术在低负荷时存在着火困难、燃烧稳定性差的问题,高负荷时也会因为燃烧放热过快而使压力升高率过高,GCI发动机全负荷工况运行还存在困难。

向汽油中掺混高十六烷值燃料是公认的提高燃料反应活性、改善GCI发动机低负荷燃烧稳定性的有效措施[1-2]。聚甲氧基二甲醚(PODE)十六烷值高、挥发性好,燃料本身含氧且不含碳碳键,与汽柴油互溶性好,常用作燃料添加剂来改善传统燃料的着火、燃烧及排放特性。王浒等对PODE3/汽油混合燃料的反应活性控制压燃燃烧过程进行了数值模拟研究,结果表明相比于柴油/汽油混合燃料,掺混PODE3能改善中高负荷喷雾燃烧过程的局部当量比分布和能量密度分布,可以降低发动机的碳烟排放,提高其指示热效率[3]。……