[国家973]宽馏分燃料高效清洁燃烧

介绍

宽馏分燃料设计及其低温燃烧理论研究

摘要：

汽油机排放清洁但热效率低，柴油机热效率高但排放较差。宽馏分燃料预混低温燃烧结合两种燃料和燃烧模式的优势，是实现高效清洁燃烧的一条很有潜力的技术途径。针对宽馏分燃料预混低温燃烧在全负荷范围内实现高效清洁燃烧的目标，本研究将燃料调质与新燃烧模式相融合，用预混燃烧降低碳烟排放，用低温燃烧降低氮氧化物，二者结合实现高效清洁燃烧。

主要研究内容

(1) 提出了宽馏分燃料的主要设计原则，用发动机试验证明符合该特性的宽馏分燃料能够兼顾低负荷燃烧稳定性和高负荷排放，有良好的节能减排效果。

(2) 提出了用高含氧高十六烷值的PODE调质宽馏分燃料的思路，结合预混低温燃烧和燃料含氧大幅降低soot排放，打破了压燃燃烧中NOx与soot排放的tradeoff关系。

(3) 提出基于宽馏分燃料的发动机低温燃烧过程控制理论，基于宽馏分燃料高挥发性，易于压燃的燃料特性，提出宽馏分燃料与多段预混压燃燃烧模式相结合的新型燃烧组织方式，实现了两次分时分区的部分预混燃烧，打破NOx与soot、燃烧噪声与燃油消耗率两种tradeoff关系。

(4) 提出了简化炼油工业的宽馏分燃料制备方法，包括汽柴不分馏、低辛烷值汽油混配柴油等低成本方案。

(5) 提出了通过向汽柴宽馏分燃料中添加十六烷值改进剂的方式在保持挥发性的同时提高燃料的着火性，改善其低负荷的燃烧质量。通过该方法，汽柴宽馏分燃料的十六烷值得到显著提高，低负荷工况的循环变动降低，指示热效率显著提高。

(6) 构建了同时包含汽油和柴油馏程范围内的表征燃料，并且能够反映宽馏分燃料物理化学特性的宽馏分燃料多组分简化机理，简化机理能够在保证预测精度的前提下，大量节约计算时间。

项目成员

刘浩业

任烁今

何坦瑨

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