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乙醇在压燃式发动机上的应用研究

作　者: 臧继嵩
导　师: 姚春德
学　校: 天津大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 含水乙醇柴油动力性经济性排放性
分类号: TK427
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 13次
引　用: 1次
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内容摘要

能源匮乏和环境污染成为世界各国所面临的两大难题。柴油机以高的热效率和高可靠性得到了越来越广泛的应用,但柴油机的扩散燃烧方式决定了NO_x排放比较高。乙醇作为可再生的含氧生物燃料,可以改善NO_x排放,降低柴油机有害排放,近年来得到了国内外高度重视。在一台增压中冷共轨柴油机上进行,研究了柴油/掺水乙醇组合燃烧的动力性、经济性和不同掺水比例(30%,40%和50%)乙醇对共轨发动机采用组合燃烧模式在DOC前后的排放特性。发动机燃用柴油掺水乙醇组合燃烧后,发动机扭矩在大部分转速区域略高于原机,仅在低速区域组合燃烧模式的扭矩低于原机。组合燃烧模式下的比油耗在较低转速略高于原机,在中高转速比原机较低,整体上经济性略优于原机。不同掺水比例乙醇的加入都使得NO_x排放减少,并且随着乙醇掺水比例的增加,NO_x排放逐渐减少,而替代率对其影响较小;在各个转速下,HC、CO、甲醛和乙醛排放在加入各个掺水比例的乙醇时都较原机有很大幅度的升高,这些排放主要受替代率的影响,掺水比例对其影响不大。在催化后,DOC对HC、CO和甲醛排放有很明显的净化效果,但是对于中高转速25%下乙醛的排放没有起到很好的净化效果。采用DECC模式后,除100%负荷外,其它工况点的烟度对比组合燃烧模式要低于纯柴油模式。掺水乙醇可以作为压燃式发动机的替代燃料,取代部分柴油,提高了发动机的经济性和动力性能,改善了有害污染物的排放。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-22
  1.1 研究背景  8-16
    1.1.1 世界性能源短缺问题现状  8-10
    1.1.2 环境污染问题，世界人民关注的问题  10-12
    1.1.3 柴油机排放污染物的形成机理  12-16
  1.2 内燃机替代燃料的现状  16-20
  1.3 乙醇在柴油机上的应用进展  20-21
  1.4 本课题提出的意义和主要内容  21-22
    1.4.1 课题提出的意义  21
    1.4.2 课题研究的主要内容  21-22
第二章柴油/乙醇组合燃烧理论及其控制策略  22-28
  2.1 乙醇燃料的主要理化特性  22-24
  2.2 柴油机燃烧理论  24-28
    2.2.1 直喷柴油机的燃烧  24
    2.2.2 双燃料发动机及其燃烧系统  24-26
    2.2.3 柴油/乙醇组合燃烧理论  26-28
第三章实验装置与测量方法  28-33
  3.1 FTIR设备资料  28-33
    3.1.1 FTIR的测量原理  29-31
    3.1.2 FTIR的测量范围及精度  31-32
    3.1.3 FTIR的优势  32-33
第四章乙醇柴油对发动机动力性、经济性、排放性的影响  33-58
  4.1 试验设备和原机参数  33-35
    4.1.1 试验发动机参数  33-34
    4.1.2 氧化催化转化器（DOC）的规格  34-35
  4.2 乙醇柴油混合燃料对发动机动力性的影响  35-36
  4.3 乙醇柴油混合燃料对发动机经济性的影响  36-37
  4.4 乙醇柴油混合燃料对发动机排放性的影响  37-57
    4.4.1 乙醇柴油混合燃料对发动机NOx排放性的影响  37-41
    4.4.2 乙醇柴油混合燃料对发动机HC排放性的影响  41-45
    4.4.3 乙醇柴油混合燃料对发动机CO排放性的影响  45-48
    4.4.4 乙醇柴油混合燃料对发动机甲醛排放性的影响  48-51
    4.4.5 乙醇柴油混合燃料对发动机乙醛排放性的影响  51-53
    4.4.6 乙醇柴油混合燃料对发动机烟度排放的影响  53-55
    4.4.7 替代率对排放的影响  55-57
  4.5 本章小结  57-58
第五章总结与展望  58-60
  5.1 研究工作总结  58
  5.2 今后工作展望  58-60
参考文献  60-63
发表论文和科研情况说明  63-64
致谢  64

乙醇在压燃式发动机上的应用研究

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