基础燃料辛烷值对HCCI燃烧稳定性和循环变动的影响

研究了燃料辛烷值对均质充量压缩着火(HCCI)燃烧稳定性和循环变动的影响.在单缸HCCI发动机上,通过进气管喷射燃料形成均匀混合气,记录了正庚烷、PRF20、PRF40、PRF50、PRF60燃料在相同循环油量下100个循环的示功图,据此对主要燃烧参数和性能参数的循环变动进行了分析.研究表明,随着燃料辛烷值增加,各种燃烧参数和性能参数的循环变动系数增加,特别是当辛烷值达到40以后,循环变动显著增加.对某一种燃料而言,低温着火时刻和高温着火时刻的循环变动系数较小;燃烧过程后期参数(如最大放热率、最大压力升高率)的循环变动系数要大得多;而反映发动机性能的宏观参数(如最大气缸压力和平均指示压力)的循环变动的数量级介于两类燃烧参数之间.

高辛烷值燃料HCCI燃烧特性的变参数研究

构建了一种高辛烷值燃料与空气压缩自燃反应机理(89种组分,413个反应)。用在快速压缩机上获得的试验数据对它进行了验证,考察了机理的有效性。然后将其嵌入内燃机模型,在CHEMKIN平台上对这种燃料的HCCI燃烧特性进行了变参数的数值模拟,研究了进气温度、进气压力、空燃比、压缩比、转速和EGR等因素对燃烧特性的影响,同时预测了缸内反应物、生成物、自由基浓度随曲轴转角变化的历程。计算结果对燃用高辛烷值燃料HCCI发动机燃烧过程的优化提供了依据。

活性添加剂对高辛烷值燃料HCCI着火时刻与燃烧速率的影响

为研讨活性添加剂过氧化二叔丁基(DTBP)对高辛烷值燃料以HCCI燃烧模式运行时的放热率特征、着火时刻、燃烧持续期和排放特性的影响,在一台单缸发动机上,在辛烷值为90(RON90)(90%的异辛烷和10%的正庚烷)的混合燃料中加入不同比例(0～4%)的DTBP,考察5种燃料在1800r/min下不同负荷时的燃烧特性和排放特性.实验结果表明:RON90中没有添加剂时,只能在高温、高负荷下才能以HCCI燃烧模式运行;在其中加入少量的DTBP后,RON90实现HCCI燃烧的工况范围向低温低负荷下大幅度拓展.各种燃料的HCCI燃烧冷焰反应发生在850K左右,到950K结束,进入负温度系数区(NTC),在1125K左右突破NTC区而发生热着火.随DTBP含量增加,系统温度达到冷焰反应和热焰反应的化学时间尺度缩短,因此着火时刻提前,燃烧持续期缩短,特别是提高了低负荷下的燃烧速率.添加剂使各种当量比下未燃碳氢(UHC)和一氧化碳(CO)排放显著改善,NOx排放也保持在很低的水平.

低辛烷值高挥发性燃料直喷压燃宽运行范围的燃烧模式

在一台单缸柴油机上采用低辛烷值高挥发性汽/柴油混合燃料,在不同转速和负荷条件下对比了部分预混压燃(PPCI)和多段预混压燃(MPCI)等多种压燃模式的燃烧和排放特性,并在宽运行范围与原机柴油试验结果进行对比,以确定宽运行范围的最优燃烧控制策略.结果表明:试验用低辛烷值燃料能够在宽运行范围实现压燃模式的稳定运行;为使燃烧排放结果最优,低负荷区间应采用单次喷射PPCI模式,中、低转速(中、高负荷)采用MPCI模式,高转速(中、高负荷)采用多次喷射PPCI模式;宽运行范围内低辛烷值燃料可以实现NOx排放低于0.4,g/(k W·h)、碳烟排放低于0.5,FSN及最高压力升高率低于1,MPa/(°)CA;与原机柴油燃烧结果相比,低辛烷值燃料可以同时降低NOx和碳烟排放以及燃油消耗率,但CO和HC排放增加,循环波动系数也略有增加.

高辛烷值燃料-空气预混层流燃烧特性研究

在定容燃烧弹中采用高速纹影摄像方法研究了不同当量比（φ=0．8～1．4）和初始温度（373K，423K，473K）下高辛烷值燃料-空气预混合气的层流燃烧特性，分析了当量比和初始温度对燃烧的影响．结果表明：拉伸火焰传播速率、无拉伸火焰传播速率、拉伸层流燃烧速率和无拉伸层流燃烧速率随着初始温度的增加而增加，无拉伸层流燃烧速率在φ=1．0～1．1附近有最大值；马克斯坦长度随初始温度的增加而增加，随当量比的增加而减小；燃烧压力峰值与混合气质量的比值在φ=1．1时出现最大值，初始温度增加，该比值相应增加．

废气再循环和添加剂对高辛烷值燃料HCCI燃烧的影响

本文对废气再循环(EGR)和十六烷值改进荆-过氧化二叔丁基(DTBP)对高辛烷值燃料HCCI燃烧的影响进行了研究。实验结果表明:辛烷值为90的燃料(RON90)只能在高温高负荷下才能运行HCCI燃烧模式;在其中加入少量的DTBP后,RON90实现HCCI燃烧的工况范围向低温低负荷下大幅度拓展。加入添加剂后,低负荷性能改善的同时,浓混合气的着火时刻可以通过EGR将含添加剂燃料的着火时刻推迟到上止点附近,从而大幅度提高热效率,降低了燃料消耗率。

可在现场将天然气转化为高辛烷值燃料组分的技术

德国斯图加特大学研究人员于2014年5月19日提出了一种可将偏远地区的天然气就地转化为易于运输的高辛烷值液体产品的途径。有关内容已发表在美国化学学会期刊《能源与燃料》（Energy＆Fuels）中。

ASTM高辛烷值燃料标准助力汽车产业创新

ASTM最新发布的100辛烷值燃料标准有望为全球高性能汽车的上市增添信心，推动汽车产业创新。

高辛烷值组分对正庚烷着火燃烧特性的影响

采用动力学模拟方法,研究了乙醇、异辛烷和甲苯这3种乙醇汽油中主要高辛烷值燃料组分的引入对正庚烷着火特性的动力学影响。研究结果表明:在初始温度高于1 000K左右的高温条件下,3种高辛烷值燃料组分的引入对燃料着火滞燃期几乎没有影响;在中低温条件下,高辛烷值组分的引入对燃料着火滞燃期影响显著。这是因为,低温条件下高辛烷值组分的引入对正庚烷氧化脱氢反应起到了抑制作用,进而影响了随后的低温链式反应,这种抑制作用使得正庚烷低温放热减弱、温度上升缓慢、着火向后延迟。在所研究的3种高辛烷值燃料中,乙醇抑制正庚烷着火的效果最显著,甲苯和异辛烷延迟正庚烷着火的效果相差不大,甲苯略微强于异辛烷。

车载膜分离系统可将汽油分离为高、低辛烷值组分

ExxonMobil，Corning和Toyota（丰田）公司合作开发出一种车载分离系统（OBS），可对汽油引擎效率和性能进行优化。OBS是一种以膜为基础的方法，可以把汽油分离成高、低两种辛烷值组分，实际上形成了双燃料体系，根据引擎需要对燃料利用进行优化。研究人员表示，该系统可在发挥高辛烷值燃料最大优势的同时又能高效利用较便宜的汽油，提高燃料的经济性，使燃料消耗降低10％，而性能不会发生变化。

什么是燃料乙醇

燃料乙醇一般是指体积浓度达到99．5％以上的无水乙醇。燃料乙醇是燃烧清洁的高辛烷值燃料，是甜高粱等加工而成的可再生能源。燃料乙醇是一种可再生能源。可在专用的乙醇发动机中使用，又可按一定的比例与汽油混合，在不对原汽油发动机做任何改动的前提下直接使用。

基于Taguchi方法的多段预混压燃发动机喷油策略优化

在一台4缸柴油机上使用一种低辛烷值G80混合燃料(汽油和柴油的体积比为80∶20)进行了多段预混压燃(MPCI)模式的研究.通过Taguchi试验设计方法和方差分析,解析了喷油时刻、喷油比例等变量对燃烧和排放性能的影响,结果表明:指示燃油消耗率和NO_x排放主要受次喷时刻影响,碳烟排放主要受首喷时刻影响.基于上述结果,协同优化喷油时刻和喷油比例,实现了低于原柴油机的NO_x、碳烟排放和指示燃油消耗率.通过能量利用分析,发现低传热损失和低排气损失是G80压燃发动机获得高指示热效率的主要原因.

烷基化的技术新进展

烷基化油由支链烷烃组成，有低的RVP（雷德蒸气压）和高的辛烷值，是生产高辛烷值燃料的理想调合料，尤其可作为铅添加剂，MTBE和芳烃的替代品，烷基化油由轻质烯烃（丙烯，丁烯和戊烯）与异丁烷在强酸催化剂存在下反应制得。工业化烷基化技术使用H2SO4和HF为催化剂。多年来，不少公司都在探索替代的固体酸或负载的酸催化剂，以避免使用对环境有害的和有腐蚀性的液体酸。

提高二冲程煤油发动机抗爆性措施研究

为解决某二冲程航空活塞发动机采用航空煤油后爆震极限功率严重下降的问题,进行了一维发动机性能仿真分析,提出了提高发动机爆震极限功率的技术措施。在发动机额定工况下,油耗率和排气温度不发生恶化的前提下,添加抗爆添加剂、降低压缩比和推迟点火提前角以抑制采用煤油后的发动机爆震倾向,扩大缸径和降低空燃比以助于恢复发动机的爆震极限功率。结果表明:经过优化,发动机输出功率可达到原型机的96%,油耗率增加了19%,排气温度升高了57K。研究结果可为二冲程煤油发动机的性能优化和提高工作的可靠性提供依据。