添加剂改善压燃式天然气发动机起动性能的研究

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1、成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集添加剂改善压燃式天然气发动机起动性能的研究122郑清平,张惠明,张德福（1.天津工业大学天津3001602.天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室天津300072）[摘要]介绍了在压燃式天然气发动机上采用二叔丁基过氧化物添加剂改善发动机起动性能的试验研究工作。试验结果表明，加入一定的二叔丁基过氧化物可使压燃式天然气发动机起动性能得到较大的改善。在起动工况下，当添加剂质量分数达到14.2%（J喷射模式）时，仅需750℃的电热塞温度就能实现常温起动；如果当电热塞温度高于1120℃时，常温起动的添加剂

2、质量分数可减少到6.7%以下。关键词：压燃；天然气发动机；添加剂；起动性能Astudyofadditiveeffectonstarting-upperformanceinacompressedIgnitionNaturalGasEngine122ZHENGQingping,ZHANGHuiming,ZhANGDefu,(1.TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160.2.StateKeyLaboratoryofEngineCombustion,TianjinUniversity,Tianjin300072)Abstract

3、:TheexperimentalstudyofDi-tertiary-butylperoxideadditiveonstarting-upperformanceinacompressedIgnitionNaturalGasEngineisintroduced.Fromtheexperimentalresultsitisunderstoodthatstarting-upperformanceofengineisimprovedafteramountofDi-tertiary-butylperoxideadditivesisadded.Ifthemassfractio

4、nofDi-tertiary-butylperoxideadditivereachesashighas14.2%,engineignitioncanberealizedatambienttemperaturewithaglowplugtemperatureatabout750℃.Iftheglowplugtemperaturereachesashighas1120℃,engineignitioncanberealizedatambienttemperatureforamassfractionofDi-tertiary-butylperoxideadditive6.

5、7%.Keywords:compressedignition;naturalgasengine;additive;starting-upperformance1前言面对节能和环保两方面的严峻形势，世界各国相继制定出严格的内燃机排放法规，并开始认真思考能源结构调整问题，积极开发新型清洁能源，以期主动减少和控制发动机污染物的排放，并减少对石油燃料的依赖。天然气是世界上继煤和石油之后的第三大能源，在满足能源需求方面将发挥越来越重要的作用，被认为是很有发展前途的发动机代用燃料。天然气发动机均质压燃方式（HCCI）由于可以取得较高的热效率和低的NO及碳烟排放，近几年得到广泛

6、的关注。然而，研究表明，由于天然气自燃温度较高，压燃式天然气发动机会存在起动问题。故探讨改善天然气着火性能的方法，以实现发动机的可靠起动在压燃式天然气发动机的开发研究中有着十分重要的意义。[1-11]近几年采用添加剂改善HCCI发动机着火性能的研究工作得到了较多的关注。最常基金项目：国家自然科学基金资助项目（50276041）作者简介：郑清平,女,副教授,博士,主要从事内燃机工作过程的研究;E-mail:qpzh163@tom.com1成都，2007年8月中国内燃机学会燃烧净化节能分会2007年学术年会论文集用的添加剂有：H2O2、甲醛、有机过氧化物、硝酸盐等。尤

7、其是有机过氧化物得到了较为广泛的应用，它们包括：二甲氧基甲烷、二乙基醚、二叔丁基过氧化物和叔丁基过氧化氢等。特别是近几年报道了一些LPG压缩着火发动机采用有机过氧化物添加剂的研究工作。DaeyupLee等人在LPG压缩着火发动机上采用二叔丁基过氧化物DTBP（Di-tertiary-butylperoxide）[]1，2]进行提高着火性能的研究，结果表明，加入质量分数为5%左右的DTBP后可以缩短着火延迟期，发动机在较宽的工作区间内能平稳运行，并能获得比传统柴油机高的热效率、低的[3]NO和碳烟排放。M.Alam等人研究发现，分别加入1%和15%的DTBP后，LP

8、G的十六烷