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相比普通柴油机而言,防爆柴油机进气系统安装了进气阻火栅栏,排气系统安装了水洗箱和排气阻火栅栏,这会增加防爆柴油机进气阻力,降低过量空气系数,增大排气背压,影响扫气过程,从而恶化燃烧和排放。本文旨在通过机前净化、机内净化和机后净化三种措施改善防爆柴油机燃烧和尾气污染物排放。煤化工产品PODE(Polyoxymethylene dimethyl ethers,聚甲氧基二甲醚)和甲醇均为高含氧燃料,将其应用在防爆柴油机上可以弥补进气充量不足,改善燃烧并降低污染物排放。通过添加助溶剂配制了F-T柴油、PODE和甲醇三组分三种不同比例的稳定煤基混合燃料。通过改变压缩比、供油时刻、加装EGR技术和DOC后处理措施,在发动机台架试验上研究了混合燃料在防爆柴油机上的燃烧和排放特性。试验工况为n=1200r/min,BMEP=0.30MPa和n=1800r/min,BMEP=0.30MPa、0.50MPa,试验结果表明:(1)甲醇掺混比例增加会提高混合燃料的放热率峰值和压力升高率。3号燃料的滞燃期比0号柴油和F-T柴油短,放热率峰值接近甚至超过0号柴油;煤基混合燃料在防爆柴油机上的PM、NOx、CO和SO2排放较0号柴油最高降低77%、16%、74%和98%,HC和HCHO排放高于0号柴油27%和71%,高负荷工况下,3号燃料在防爆柴油机上的CoVpmax较0号柴油低20%;由于PODE热值较低,防爆柴油机燃用煤基混合燃料的经济性略差于0号柴油和F-T柴油。(2)燃用3号燃料时,提前供油可以改善3号燃料的燃烧温度、压力升高率和放热率;升高压缩比会缩短滞燃期、降低放热率;提前供油、降低压缩比都可以延长滞燃期,PM分别降低90%、75%;供油时刻对NOx、HC和CO排放的影响不明显。(3)升高EGR率可以延长滞燃期,使PM降低71%;使用EGR后,最高燃烧温度降低72K,平均温度降低12K,NOx最高降低97%。使用DOC可以降低HC至0号柴油以下。F-T柴油-PODE-甲醇煤基混合燃料在防爆柴油机上良好的排放性弥补了经济性的不足,配合EGR低温燃烧和DOC后处理可以全面降低有害物排放。煤基清洁混合燃料对解决防爆柴油机排放问题具有巨大潜力。