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汽油—乙醇混合燃料发动机性能的研究

作　者: 包君
导　师: 张永军
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 汽油机 电控喷射 乙醇体积分数 发动机性能
分类号: U464
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


目前,节能和环保成为汽车工业的两大主题。乙醇作为一种可再生能源,用作汽车发动机燃料,既可以缓解石油资源紧缺的压力,又可以有效降低汽车尾气对环境的污染。国内外许多研究机构都致力于车用发动机燃用乙醇的研究,该项研究具有重要的理论研究意义和实际应用价值。本文以一台型号为TU32K(K2D)的直列四缸、水冷、四冲程、1.36升排量汽油机作为试验样机,对原汽油机供油系统进行了改造,设计建立了试验用电控发动机燃料供应系统,其特点是实现了汽油和乙醇的混合比例的连续可调。对改造后的发动机进行了部分稳态工况的标定,通过发动机性能对比试验,研究分析了乙醇体积分数在0-40%范围内的混合燃料对发动机性能的影响。应用模糊综合评价方法,得出五种乙醇掺烧比方案中E20的综合性能最优,既保证了发动机的动力性又能达到节能和低排放得要求。台架试验结果表明:在保持汽油机基本参数不变的前提下,从发动机的外特性曲线可以看出,汽油机的动力性能在低转速下降低,高转速下升高,变化幅度不大;随着乙醇体积分数的增大,燃油消耗率有所增加。对比研究了发动机的怠速排放,结果显示较高的乙醇体积分数会大大减少怠速时的CO和NOx排放量,但会增加未燃HC的排放量。其它稳态工况下CO、HC和NOx的排放量降低。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-12
第1章 绪论  12-22
  1.1 研究背景  12-14
  1.2 内燃机代用燃料概述  14
  1.3 乙醇作为代用燃料的特点  14-19
    1.3.1 乙醇的理化性质、燃烧特性  14-16
    1.3.2 乙醇作为代用燃料的优缺点  16-17
    1.3.3 汽油机掺烧乙醇的综合特点  17-19
  1.4 乙醇内燃机的发展趋势  19-20
  1.5 课题的研究意义及主要工作内容  20-22
    1.5.1 课题来源及研究意义  20
    1.5.2 主要工作内容  20-22
第2章 台架试验总体布置  22-33
  2.1 发动机试验台架及主要仪器设备  22-23
  2.2 燃料供应系统研究  23-30
    2.2.1 乙醇燃料供给系统概述  24-26
    2.2.2 燃料供应系统设计  26-28
    2.2.3 主要部件介绍  28-30
    2.2.4 燃料供应系统的优点  30
  2.3 电控汽油喷嘴的流量特性  30-32
  2.4 本章小结  32-33
第3章 台架试验控制系统设计  33-50
  3.1 发动机主要控制策略  33-34
    3.1.1 主要控制策略概述  33-34
    3.1.2 试验采用的控制策略  34
  3.2 试验控制系统硬件  34-45
    3.2.1 试验控制系统方案设计  35-36
    3.2.2 发动机控制模块  36-37
    3.2.3 电涡流测功机控制模块  37-39
    3.2.4 电控单元的数据采集  39-43
    3.2.5 发动机ECU 对执行机构的控制  43-45
  3.3 试验控制系统软件  45-49
    3.3.1 发动机控制模块软件设计  45-48
    3.3.2 测功机控制模块软件设计  48-49
  3.4 本章小结  49-50
第4章 台架试验及结果处理  50-65
  4.1 试验发动机稳态工况的标定  50-54
    4.1.1 发动机标定概述  50-51
    4.1.2 怠速工况的标定  51-52
    4.1.3 起动工况的标定  52-53
    4.1.4 大负荷及外特性的标定  53-54
    4.1.5 部分负荷工况的标定  54
  4.2 发动机试验性能测试  54-61
    4.2.1 发动机动力性  54-56
    4.2.2 发动机的经济性  56
    4.2.3 发动机的排放性  56-61
  4.3 最优乙醇体积分数的确定  61-64
    4.3.1 确定评价因素  61
    4.3.2 指标正规量化  61-62
    4.3.3 确定评价指标的权重  62-63
    4.3.4 确定评价结果  63-64
  4.4 本章小结  64-65
结论  65-66
参考文献  66-70
攻读学位期间发表的学术论文  70-71
致谢  71

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车发动机
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