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使用LPG—柴油混合燃料的压燃式发动机燃烧与废气排放特性摘要为了减少污染物排放尤其是来自直喷式（DI）柴油发动机排出的烟和氮氧化物工程师们提出了各种解决方案其中之一就是用气体燃料作为部分燃料补充柴油来使用。使用液化石油气作为替代燃料是一种很有前景的解决方案。柴油发动机中使用石油气很有潜力既经济又环保。液化石油气其较高的自燃温度有非常大的优势使得传统柴油发动机的压缩比能够维持下去。本文描述的是在一个单缸直喷式柴油机进行的实验研究发动机已经过适当改动能在液化石油气-柴油混合燃料条件下运行并使用不同混合率的液化石油气与柴油混合燃料（0％10％20％30％40％）。比较结果是在不同的发动机转速和负载对比与传统的柴油和混合燃料对比下得出的来揭示混合燃料燃烧对发动机性能和尾气排放的影响。1。简介目前各种替代燃料已在研究目的是减少柴油发动机柴油燃料的消耗和氮氧化物（NOx）和微粒排放量。因为其十六烷值较低液化石油气（LPG）和压缩天然气（CNG）是最广泛使用点燃式发动机的燃料。斯内尔格罗夫等[1]指出欧洲测试循环中在25°C时与使用无铅汽油相比使用LPG给车辆减少排放带来了实质性的效益。根据报告碳氢化合物（HC）排放量降低40％一氧化碳（CO）的降低60％二氧化碳（CO2）大幅减少。这主要因为和汽油相比LPG有高的氢/碳比。根据Yoong和Watkins[2]因其较高的热效率所以提高燃油经济利用可从使用LPG的内燃机获得而不是无铅汽油。这是因为LPG有较高的辛烷值通常纯丙烷辛烷值（RON）为112这样能在高压缩比时阻止爆燃出现。Homeyer等[3]指出与使用无铅汽油对比使用LPG时在功率输出方面存在一不利因素原因是部分进气被LPG取代燃气的体积比远大于其液态。在双燃料压燃式（CI）发动机中液化石油气为主要燃料一定数量的柴油作为点火源像在传统柴油发动机里一样LPG和空气气一起引入和压缩。因其有高的自燃温度LPG和空气的混合气不会自燃。少量的柴油在压缩冲程快结束时注入缸内引燃混合气这时柴油自燃并产生点火源给周围空气-LPG混合气。那些柴油可由传统柴油机的喷射装置喷入其通常只是提供一小部分发动机功率输出[45]。Karim等[67]已经指出双燃料发动机在低负荷LPG浓度更低时注入的燃料点火延迟将增加分散均匀的部分LPG仍未燃致使排放效果较差。因为LPG-空气混合气稀释了低负荷下的LPG燃烧效果欠佳导致高的CO和未燃HC含量的排放。但是在高负荷下LPG进气量增加会导致在柴油雾化附近不受控制的反应速率增加从而敲缸。本文的目的是考察一台测试的发动机在采用LPG-柴油混合燃料尾气排放和运行特点。正因如此在作者的实验室的直喷式试验发动机上进行测试研究。对试验机子适当改进后以适应使用混合燃料有两套设备进行测量均在变化的运行条件下进行一是只使用柴油另一个是使用混合燃料。处理被测汽缸压力数据信息从而推导揭示了混合燃料对放热速率、燃烧时间、着火延迟期汽缸压力和有效油耗率(b.s.f.c)的影响。此外排放测量数据的分析揭示了混合燃料燃烧对污染物形成机理的影响。2.LPG和柴油的性能介绍液化石油气是由天然气生产和原油提炼的副产物。液化石油气和柴油的主要性能已经在表1中给出在表里也给出了混合燃料的性能。可以看出LPG在室温常压下是气态需在压力保持在约0.5兆帕和温度25℃条件下来保证它是液态。为了表示出混合燃料中的LPG质量分数我们使用了下面的表达式：当z=0%代表柴油燃料z=10%z=20%z=30%z=40%表示LPG在混合燃料里的质量分数。从表一可以看出随着LPG的质量分数的增加混合燃料的质量低热值和蒸发热值也增加但体积低热值确减少。3.1实验设备使用的发动机为单缸自然吸气四冲程风冷直喷高速带燃烧室的ZH1105W柴油发动机。该发动机的基本数据见图2。使用高压燃油泵喷射其喷嘴为直径8毫米其有四个喷油孔（每孔直径为0.32毫米）。这个喷油嘴置于燃烧室中心开启压力为18Mpa。在本实验中LPG—柴油燃料如液化气燃料一样制备如图1。首先往空LPG箱里灌入少量的柴油其次通过压缩氮气在油箱里产生一定的压力（该压力不低于LPG饱和蒸汽压）。最后由加压氮气把一定质量的LPG压到柴油里用手摇LPG管并立即开展实验。燃料出口位于管底。混合燃料通过过滤器和电磁磁阀直接进入注射泵这样可以过滤杂质迅速切断燃料供给保证实验安全并防止发动机受损。混合燃料通过活塞注入汽缸剩余的燃料则进入回油管被回收利用。LPG的蒸汽压力非常高在燃油系统极易发生气阻因此有必要把LPG压力加大到约2.0Mpa防止氮气或气泵阻塞。带计时功能的高精密电子秤每30秒测量燃油的流量。安装Kistler电换能器和Kistler电荷放大器用来监控汽缸压力（10