[01624809]内燃机应用二元燃料的理论及实践

该成果是内燃机高效、清洁利用不同着火性能二元燃料的理论与实践，主要包括柴油与天然气，柴油与甲醇，柴油与乙醇的二元燃料的燃烧机理，着火过程，控制策略，排放特性等的研究。鉴于能源多元化发展，天然气、甲醇、乙醇已经在内燃机上作为石油主要代用燃料得到大量应用。然而，由于天然气、甲醇、乙醇均具有很高的辛烷值，较低的十六烷值，较高的自燃温度，只能以较低热效率在点燃式内燃机上应用。为高效利用这些替代燃料并减少碳排放，应用到压燃式发动机上是一条重要途径。针对柴油机对上述替代燃料采用的包括乳化法(掺混法)，双喷嘴，火花助燃法，熏蒸法(进气道喷射)等难以实际应用的不足，该项目致力于可实用化的柴油引燃双燃料燃烧模式，即柴油和其它低十六烷值燃料组成的二元燃料组合燃烧模式。该模式的特点是，天然气、甲醇、乙醇在进气道喷射，然后在气缸内由柴油引燃。该成果贡献具体体现在，一是理论上提出二元燃料共燃的燃烧模式、发现二元燃料共燃时的着火特性并提出相应的机理。该成果形成的理论已经在国内外得到大量引用。二是实践上，1)采用纯柴油模式解决低十六烷值燃料的冷启动难题；2)进气喷醇解决柴油机中氮氧化物(Nox)和微粒(PM)此消彼长的难题；3)排气管后安装氧化催化转换器(DOC)来消除了均质混合气形成的尾气中产生的HC和CO排放；4)整个过程完全用自己发展的电控系统实现全自动控制，根据不同的工况调整醇类燃料的喷射量；5)二元燃料在发动机上应用时可以随时切换回原机燃烧模式。经过道路试验，该模式可以实现大幅度提高运行经济性、加速无烟、动力性能提高、高比例替代柴油。成果经国内专家鉴定属国际领先。根据汽车的动力性，经济性，环保性的要求开展的内燃机应用二元燃料的理论及实践研究，有效的解决了高辛烷值燃料在柴油机上的应用的技术难题，为沼气、煤层气等在柴油机上的高效应用提供了可行的途径，对调整中国汽车燃油结构，有效缓解中国石油紧张局面，改善大气环境具有重要意义。