發(fā)布時間：2017-10-09 16:01

  本文關鍵詞：二甲醚對點燃式內(nèi)燃機燃燒與排放的影響

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【摘要】：在能源和環(huán)境問題的壓力下,人們越來越重視非石油基清潔代用燃料開發(fā)。現(xiàn)有內(nèi)燃機代用燃料中,二甲醚和乙醇可由煤或天然氣制取,也可通過可再生生物質(zhì)制取,且二者燃燒時所產(chǎn)生的有害排放均低于汽油和柴油,因此二甲醚和乙醇被普遍認為是具有良好應用前景的點燃式內(nèi)燃機代用燃料。單一燃料內(nèi)燃機中,燃料自身特性難以隨工況改變,因而其很難適應點燃式內(nèi)燃機在不同工況下的對燃料性質(zhì)的要求。二甲醚與乙醇分別屬于高辛烷值和高十六烷值的燃料,將二者混合使用可以通過改變混合比例以適應內(nèi)燃機在不同工況下對燃料辛烷值的要求,從而使燃料自身特性能夠滿足不同工況下內(nèi)燃機對辛烷值的需求。本文以北京現(xiàn)代汽車制造廠所生產(chǎn)的四缸多點電噴點燃式內(nèi)燃機為原型機,將其改造為乙醇-二甲醚混合燃料進氣道噴射內(nèi)燃機,并自行研發(fā)了一套混合燃料電控噴射裝置,燃料的噴射脈寬由該電子控制單元進行控制。通過調(diào)整兩種燃料的噴射脈寬,可以實現(xiàn)對混合燃料過量空氣系數(shù)、混合比例及點火角等參數(shù)的調(diào)整通過以上工作完成了摻二甲醚-乙醇內(nèi)燃機的實驗臺架搭建。在所搭建的實驗臺架上,就二甲醚對乙醇內(nèi)燃機怠速及部分負荷兩種典型工況下燃燒與排放特性的影響進行了試驗研究。由于稀薄燃燒是改善內(nèi)燃機燃燒與排放特性的有效方法,因此本研究在理論過量空氣系數(shù)及稀燃條件下進行。在過量空氣系數(shù)為1.0的條件下,研究了二甲醚能量分數(shù)由0增加至40%時,摻混二甲醚對乙醇內(nèi)燃機燃燒與排放的影響。在摻二甲醚體積分數(shù)為0和5.5%的條件下,分別研究了過量空氣系數(shù)為1.04,1.08,1.12,1.16,1.20時,摻二甲醚對乙醇內(nèi)燃機燃燒與排放的特性的影響。部分負荷工況是選取典型城市道路條件下的內(nèi)燃機工況,其轉(zhuǎn)速為1800r/min,進氣道絕對壓力為61.5kPa,采用最大轉(zhuǎn)矩所對應的點火角,過量空氣系數(shù)為1.0和1.1的條件下,體積分數(shù)為0至3.5%時,研究了乙醇內(nèi)燃機摻二甲醚的燃燒與排放特性。研究結(jié)果表明,在理論過量空氣系數(shù)及稀薄燃燒條件下,摻二甲醚能夠有效改善乙醇內(nèi)燃機怠速工況下的燃燒、提高其指示熱效率,同時降低循環(huán)變動。而理論過量空氣系數(shù)條件下,HC排放隨著二甲醚能量分數(shù)的增加而減小,NOx排放隨著二甲醚能量分數(shù)的增加而增大,CO排放先增大后減小,在稀薄燃燒條件下CO、NOx排放隨著過量空氣系數(shù)的增加而減小,HC排放隨著過量空氣系數(shù)的增加而增大;在點燃式乙醇內(nèi)燃機的部分負荷試驗中可以看出,摻二甲醚能夠提高內(nèi)燃機的指示熱效率,在過量空氣系數(shù)λ為1.0,摻二甲醚體積分數(shù)從0增至3.15%時,指示熱效率較原機升高了6.2%。稀薄燃燒條件下,在過量空氣系數(shù)為1.1的條件下,當摻二甲醚體積分數(shù)從0增至3.07%時,指示熱效率較原機升高了5.7%。此外,結(jié)果表明,摻二甲醚能夠降低循環(huán)變動,同時降低HC、CO有害排放物,NOx也可以通過稀薄燃燒的方式抑制其增加。
【關鍵詞】：二甲醚 乙醇 點燃式內(nèi)燃機 燃燒 排放
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK401
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本文編號：1001079