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基于醇醚燃料复合燃烧模式的压燃发动机性能与排放特性研究

作 者: 谌祖迪
导 师: 张煜盛
学 校: 华中科技大学
专 业: 动力机械及工程
关键词: 复合燃烧 二甲醚 甲醇 燃烧 非常规排放
分类号: TK428.9
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 11次
引 用: 1次
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内容摘要


世界性的能源危机和环境问题导致人们对清洁石油替代燃料的开发愈加重视。二甲醚甲醇都是含氧的清洁燃料,来源广泛而且排放低,具有广阔的发展前景。均质充量压缩燃烧(HCCI)与传统燃烧方式相比具有低排放高效率的优势,但由于二甲醚HCCI燃烧受到爆震的限制,工况范围窄,而甲醇在柴油机上无法自行压燃。采用二甲醚进气道喷射和甲醇缸内直喷的复合燃烧方式则可以同时解决这两个问题。本文采用ZS195直喷式柴油机作为原型机,将其改造为进气道电控喷射二甲醚,缸内直喷甲醇的双燃料发动机。在此台架上展开了不同二甲醚/甲醇喷射比、不同供油提前角下,变转速和变负荷工况二甲醚/甲醇复合燃烧方式柴油机燃烧性能与常规排放特性的试验,并辅以EGR实现运行工况的进一步扩展。同时,利用气相色谱和傅里叶红外光谱分析技术对其非常规排放物,如甲醇、甲醛、甲酸和甲酸甲酯等进行了检测分析。研究结果表明,采用二甲醚进气道喷射和甲醇缸内直喷的复合燃烧方式可以有效拓宽醇醚燃料发动机的稳定运行工况范围,辅以EGR能对工况范围进行进一步的扩展,随着甲醇比例的增多,HC与NO_x的排放均降低,甲醇的排放量增加,甲酸与甲酸甲酯的排放量减少,甲醛排放与二甲醚甲醇喷射比例的关系不明显;随着有效功率的增加,CO、HC的排放量减少, NO_x排放量增大,甲醇的排放量呈现先增高后降低的趋势,甲醛排放呈现先略有降低后增高的趋势,甲酸与甲酸甲酯的排放均降低;14°BTDC供油提前角下,指示热效率提高,工况范围较原供油提前角有进一步扩展,CO、HC排放量增加,NO_x排放量大幅降低,甲醇的排放量增多,甲醛的排放量减少,而甲酸甲酯的排放量与燃料喷射比例有关,在较大的甲醇喷射比例下甲酸甲酯排放量增多,在较小的甲醇喷射比例下甲酸甲酯的排放量减少。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-19
  1.1 引言  8-11
  1.2 代用燃料  11
  1.3 二甲醚甲醇的理化性质及研究现状  11-15
  1.4 醇醚燃料发动机非常规排放物  15-16
  1.5 本课题的研究意义和主要工作  16-19
2 试验装置及检测方法  19-35
  2.1 试验台架  19-21
  2.2 台架测试装置  21-26
  2.3 非常规排放物检测方法及装置  26-33
  2.4 试验方案设计  33-35
3 醇醚燃烧 的学位论文">复合燃烧方式的燃烧性能  35-53
  3.1 不同醇醚燃料比例对燃烧性能的影响  35-40
  3.2 EGR 对工况的扩展  40-44
  3.3 延迟供油提前角的燃烧特性  44-48
  3.4 指示热效率  48-51
  3.5 本章小结  51-53
4 醇醚复合燃烧方式的排放性能  53-68
  4.1 常规排放物排放特性  53-59
  4.2 非常规排放物排放特性  59-67
  4.3 本章小结  67-68
5 全文工作总结和展望  68-70
  5.1 全文工作总结  68-69
  5.2 今后工作展望  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-74

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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 内燃机 > 柴油机 > 燃料及润滑料
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