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1、含氧燃料对发动机性能的影响以掺混不同体积分数、二乙二醇二甲醚的柴油为燃料，采用柴油机进行发动机台架试验，通过控制进气压力模拟高原地区柴油机的工作条件，考察了海拔下不同掺混比例的含氧燃料对发动机性能的影响。结果表明，在海拔以上地区，发动机燃用含氧燃料的功率均大于燃用纯柴油，且功率会随燃料中添加量的增加而增大；海拔越高，转速越大，燃用含氧燃料时发动机动力性越好。在海拔以上地区，发动机燃用含氧燃料的燃油消耗率比燃用纯柴油低，且会随着海拔的升高和添加量的增加而明显降低；含氧燃料能够显著降低柴油机高原地区碳烟、的排放，排放有所增加。在高原地区使用高含氧燃料是恢复柴油机性能的有效方法。关键词：柴油机；含氧
2、燃料；二乙二醇二甲醚；高原特性我国高原面积广阔，其中青藏高原面积达，平均海拔超过，海拔较低地区也超过了，被称为“世界屋脊。柴油机在高海拔地区运行时，由于充气系数下降和缺氧燃烧，其动力性、经济性、可靠性等指标都比平原地区大幅下降，严重影响了柴油机在高原地区的工作状态，十分是对于军用动力装备而言，会导致技战术性能下降，作战半径减小等一系列问题。为解决上述问题，很多科研工作者开展了针对高原地区的替代燃料的研究，但主要是醇类燃料。相对于醇类燃料，一些醚类燃料与柴油的互溶性更好，更适宜长期储存，并且着火性能优越。为知足高原地区柴油动力装备的作战需求，在柴油中分别掺入体积分数和的作为高原含氧柴油，测试其理
3、化性能，并且通过控制发动机进气压力，模拟海拔、处的发动机工作条件，进行台架试验，考察了不同海拔条件下柴油机的动力性、经济性和排放性能。实验部分实验用燃料柴油，号车用柴油，市售；号车用柴油中添加体积分数的，记为柴油；号车用柴油中添加体积分数的，记为柴油。理化性能测定采用长沙开元仪器厂等温式全自动量热仪测定燃料热值；采用中国石化抚顺石油化工研究院十六烷值机测定燃料的十六烷值；采用上海石油仪器厂石油产品运动黏度测定器测定燃料的运动黏度。发动机及主要测试设备北京内燃机有限公司型柴油机，其主要技术参数见表；上海同圆发动机测试工程技术有限公司瞬时油耗仪；洛阳南峰机械设备制造有限公司电涡流测功机；fo山南华
4、仪器有限公司废气分析仪；fo山南华仪器有限公司不透光度计。高原模拟试验台架装置高原模拟综合测控系统如图所示。其中，高原进气模拟装置利用真空罐调节进气压力，进而模拟不同海拔地区的进气条件。结果与讨论含氧燃料的理化性能试验用柴油、及含氧柴油的主要理化性质见表。从表能够看出，与纯柴油相比，掺入的含氧柴油黏度、热值略有下降，十六烷值有一定升高，主要性能均符合车用柴油标准要求。海拔高度对发动机动力性的影响海拔分别为、时，发动机燃用柴油、柴油和柴油时的外特性功率示于图。由图能够看出：燃用纯柴油时，随海拔高度的升高，发动机功率上限逐步降低，功率区间缩小，动力性能逐步变差。这是由于在高海拔条件下，大气压力降低
5、，发动机充气系数下降，造成燃烧室内缺氧，燃料燃烧不完全，热量不能充分释放。与赵作志、张炎的观点相一致。当发动机燃用含氧燃料时，个海拔下的发动机功率均大于燃用纯柴油，且功率随含氧燃料中添加量的增加而增大，发动机动力性得到改善。与纯柴油相比，燃用柴油在海拔时，发动机功率平均增加，最大增幅；海拔时，平均增加，最大增幅；海拔时，平均增加，最大增幅。各海拔高度下，发动机在高速工作区燃用含氧柴油提高动力性的效果更明显。可能是由于是含氧化合物，其本身所含的氧能够部分弥补由于海拔升高而减少的进气氧含量，使得燃料燃烧相对充分，热量释放更多一些；而海拔越高，大气压力下降越明显，燃料燃烧缺氧量越多，含氧燃料的补氧效
6、果就越明显，发动机动力性的提高幅度就越大。海拔高度对发动机经济性的影响海拔、发动机燃用不同燃料在低转速和高转速条件下的负荷特性油耗率示于图图。由图图能够看出：随着海拔的升高，一样转速同一负荷条件下发动机燃油经济性逐步降低。这可能是由于高海拔地区气压低，吸入气缸内的空气量减少，过量空气系数减小，燃料燃烧不完全造成的。当参加时，燃油消耗率较燃用纯柴油时降低，且同样转速时降幅随着海拔的升高而逐步增大。转速、海拔时燃用柴油的燃油消耗率较燃用纯柴油平均分别降低、，转速时也出现同时一样的规律。在一样海拔和转速时，燃用柴油的燃油消耗率比燃用柴油降低得更多。种燃料的燃油消耗率随着负荷的增大区分性越来越明显。由
7、于的参加引入了一部分氧，改善了高海拔缺氧导致的燃料燃烧不完全，降低了燃油消耗率；柴油机在一定转速下运行时，负荷增大必然导致供油量增加，使得进入气缸内的空气量成为影响燃烧的主要因素，此种情况下，含氧燃料的作用就更明显。上述对发动机经济性分析时采用的燃油消耗率均为发动机实测燃油消耗率，由于的热值比纯柴油低，若根据燃料热值将实测燃油消耗率转换成当量燃油消耗率进行分析，燃用含氧燃料的经济性将会愈加明显。海拔高度对发动机排放的影响对排放的影响海拔发动机标定功率下下同燃用不同燃油时的排放示于图。由图能够看出，在海拔燃用柴油和柴油时的排放与纯柴油相比分别平均降低和，讲明燃用含氧燃料能够显著降低发动机排放，且
8、添加量越大，排放降低越明显。对排放的影响海拔发动机燃用不同燃油时排放示于图。由图能够看出，燃用含氧燃料排放降低，且添加量越大降低越明显。由于含氧燃料有利于促进混合气的构成和燃烧，气缸内不完全燃烧的现象减少，排放降低。对排放的影响海拔发动机燃用不同燃油时排放示于图。由图能够看出，海拔发动机燃用含氧燃料时的排放均有所升高。由于的参加引入了一部分氧，加快了燃料的燃烧速率，促进了完全燃烧，导致了更高的燃烧温度，使发动机的排放增加。对发动机碳烟排放的影响海拔中等转速发动机燃用不同燃油时负荷特性排气不透光度示于图。由图能够看出：低负荷时，碳烟排放都维持在一个相对较低的状态，高负荷时排放加剧。的参加能够显著降低柴油机碳烟的排放，在海拔时燃用柴油的碳烟排放比燃用纯柴油平均降低。低负荷时，由于柴油机供油量少，缺氧状况并不严重，碳烟排放相对较少，高负荷时供油量增加，缺氧状况加重，碳烟排放显著增加；的参加使燃料中氧的质量分数增加，缸内不完全燃烧的状态得到改善，碳烟排放降低。结论在高海拔地区，柴油机燃用含氧柴油能够提高发动机动力性、降低燃油消耗率，同时能够显著降低柴油机碳烟、的排放，但排放有所增加。海拔越高，发动机转速越大，燃用含氧柴油时发动机动力性提高越明显，且海拔越高、负荷越大，发动机燃用含氧柴油时的燃油经济性提高越明显。在发动机动力性、经济性和排放改善方面，柴油的效果优于柴油。