生物柴油-DEE预混比例对PCCI发动机性能与排放的影响：实验与统计研究

《Scientific Reports》：Effect of biodiesel–DEE premix ratios on PCCI engine performance and emissions: an experimental and statistical study

　　

摘要

本研究通过结合实验方法与响应面法（RSM），探索了低温预混合充量压缩点火（PCCI）燃烧参数，以促进混合动力系统中的清洁运行。测试在一台以 1500 转/分钟运行的单缸共轨直喷柴油发动机上进行。发动机采用双喷射策略供油：直接喷射由 30% 美花（Mahua）生物柴油和 70% 柴油组成的混合燃料（M30），并结合汽化二乙醚（DEE）的气门室燃料（PF）喷射，预混合比（PR）高达 40%，负载变化。通过中心复合设计（CCD）进行的统计优化确定了最佳运行点，即发动机负载为 75.29%，气门室喷射 DEE 的预混合比数值为 28.14%。在这些优化条件下，该配置加快了放热率（HRR），提高了制动热效率（BTE），同时有效克服了传统柴油机的烟度 -NOx 折衷效应。与传统燃烧相比，该发动机实现了氮氧化物（NOx）同时减少 33.3% 和烟度降低 40.1%。这些显著的环境效益仅伴随着微小且可接受的代价，即未燃烧碳氢化合物（HC）增加 11.1%，一氧化碳（CO）增加 4.8%。验证评估确认误差范围低于 5%，证明了 RSM 模型在串联混合动力系统应用中的可靠性。