本文關(guān)鍵詞：EGR在甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2012年

高壓縮比甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程研究

宋福祥  

【摘要】：甲醇作為發(fā)動(dòng)機(jī)的代用燃料已經(jīng)研究了很多年，但是研究主要集中在低壓縮比汽油機(jī)和柴油摻燒方面，對(duì)于純甲醇在高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用的研究較少，而甲醇具有較高的辛烷值，抗爆性比較強(qiáng)，因而將甲醇應(yīng)用在高壓縮比發(fā)動(dòng)機(jī)上對(duì)于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性具有顯著的意義。本文基于一臺(tái)由YD4A75-C3柴油機(jī)改裝的點(diǎn)燃式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行了高壓縮比甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程的研究，探討了控制方式、點(diǎn)火角度、EGR率對(duì)高壓縮比甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。并應(yīng)用CFD模型對(duì)點(diǎn)燃式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)的爆震進(jìn)行了模擬，從微觀方面解釋了爆震形成的原因和部位以及不同控制因素對(duì)爆震的影響規(guī)律；對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程進(jìn)行了模擬，分析了缸內(nèi)溫度場(chǎng)的分布對(duì)NO_x形成的影響： （1）甲醇具有良好的抗爆性，在傳統(tǒng)控制方式下，采取合理的點(diǎn)火角度發(fā)動(dòng)機(jī)能夠避免爆震，負(fù)荷越大時(shí)，爆震極限點(diǎn)火角度越靠后，模擬表明，爆震一般發(fā)生在遠(yuǎn)離燃燒中心的區(qū)域。該控制方式下，25%—75%負(fù)荷時(shí)，扭矩隨著點(diǎn)火角度的提前先增大后減小，100%負(fù)荷時(shí)，扭矩隨著點(diǎn)火角度的提前而增大，四個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的最大扭矩均在18°CABTDC時(shí)出現(xiàn)。全工況范圍內(nèi)，油耗隨著負(fù)荷的增大而減小。不同負(fù)荷下，三種排放物均隨著點(diǎn)火角度的提前而增大，相同點(diǎn)火角度下，HC和NO_x排放均隨負(fù)荷的增大而增大，CO隨負(fù)荷的增大而減小。 （2）在EGR/無(wú)節(jié)氣門控制方式中，EGR的加入有效地抑制了爆震，拓寬了發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的點(diǎn)火范圍，且隨著點(diǎn)火角度的提前，最大EGR率和最小EGR率也隨之增大，在點(diǎn)火角度為42°CA BTDC時(shí)，最大EGR率達(dá)到了50%。不同點(diǎn)火角度下的EGR率范圍不同，因此不同點(diǎn)火角度下的扭矩范圍也不同，總體來說，隨著點(diǎn)火角度的提前，扭矩范圍也隨之減小，該控制方式下發(fā)動(dòng)機(jī)只能在50%—100%的負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行。不同負(fù)荷下的排放均隨著點(diǎn)火角度的提前而增大，相同點(diǎn)火角度下NO_x排放隨負(fù)荷的增加而增大，而HC和CO排放隨著負(fù)荷的增大而減小。 （3）在EGR/節(jié)氣門控制方式中，，綜合了前兩種控制方式的優(yōu)點(diǎn)，研究了EGR/節(jié)氣門控制方式下不同點(diǎn)火角度和節(jié)氣門開度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的影響規(guī)律，50%負(fù)荷時(shí)，同一節(jié)氣門開度下，隨著點(diǎn)火角度的提前，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩先增大逐漸增大，相同點(diǎn)火角度下，隨著節(jié)氣門開度的增大，也是先增大后減小；75%負(fù)荷時(shí)，同一節(jié)氣門開度下，隨著點(diǎn)火角度的提前，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩增大，相同點(diǎn)火角度下，隨著節(jié)氣門開度的增大，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩減小，并優(yōu)化出該控制方式下最佳油耗。研究了EGR/節(jié)氣門控制方式下排放物隨點(diǎn)火角度和節(jié)氣門開度的變化規(guī)律，50%負(fù)荷時(shí)，CO、HC和NO_x隨著點(diǎn)火角度的提前而增大， NO_x隨著節(jié)氣門開度的增大而減小，CO和HC隨著節(jié)氣門開度的增大而增大；75%負(fù)荷時(shí)，CO、HC和NO_x隨著點(diǎn)火角度的提前而增大，CO和HC隨著節(jié)氣門開度的增大而增大，NOx隨節(jié)氣門開度的增大而減小。 （4）對(duì)三種控制方式的最優(yōu)油耗曲線進(jìn)行比較，優(yōu)化出各負(fù)荷下最佳油耗曲線；在各控制方式最佳油耗曲線對(duì)應(yīng)的排放進(jìn)行對(duì)比，優(yōu)化出各負(fù)荷下最佳油耗和最佳排放的折衷值。25%負(fù)荷以下，使用傳統(tǒng)控制方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的正�？刂�；在25%負(fù)荷以上時(shí)，采用EGR/節(jié)氣門控制方式可以取得最好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能；

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TK462
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【引證文獻(xiàn)】

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5 何 ,郝 ,朱 ,袁 ,鄭;國(guó)外期刊內(nèi)燃機(jī)論文題錄[J];內(nèi)燃機(jī)工程;1988年02期

6 宮長(zhǎng)明,劉金山,徐百龍,郭英男,姜立永;火花助燃甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的研究[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);1998年01期

7 張?zhí)烀?;甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)技術(shù)研究[J];科學(xué)之友;2011年13期

8 劉忠長(zhǎng);姜立永;劉金山;田振民;劉延春;張?zhí)N;;汽車燃用高比例甲醇時(shí)化油器的試驗(yàn)研究[J];內(nèi)燃機(jī)工程;1991年04期

9 李克;汪輔仁;李玉峰;李麗莉;;車用汽油機(jī)全甲醇改造的排放與燃燒特性[J];車輛與動(dòng)力技術(shù);1993年04期

10 汪洋;王靜;史春濤;王雪雁;范國(guó)梁;;甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)排放特性的研究[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);2007年01期

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 實(shí)習(xí)記者 白清榮;[N];中國(guó)化工報(bào);2008年

2 ;[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2000年

3 本報(bào)見習(xí)記者 王佳麗;[N];山西經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2009年

4 記者 王樂意;[N];中國(guó)化工報(bào);2002年

5 本報(bào)記者 趙三明;[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2010年

6 記者 王樂意;[N];中國(guó)化工報(bào);2009年

7 ;[N];晉中日?qǐng)?bào);2010年

8 本報(bào)記者 王樂意;[N];中國(guó)化工報(bào);2002年

9 本報(bào)記者 耿建萍;[N];山西經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2004年

10 劉鏡遠(yuǎn);[N];中國(guó)化工報(bào);2001年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐帥卿;高性能ECU平臺(tái)的開發(fā)及其應(yīng)用研究[D];天津大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李競(jìng)克;燃料添加劑對(duì)缸內(nèi)直噴甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)非常規(guī)排放的影響[D];吉林大學(xué);2011年

2 李麗;點(diǎn)燃式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程模擬及燃燒室參數(shù)優(yōu)化[D];河北工業(yè)大學(xué);2011年

3 王舒;電控噴射點(diǎn)燃式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能研究[D];吉林大學(xué);2007年

4 王忠;點(diǎn)燃式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)非常規(guī)排放物排放特性研究[D];吉林大學(xué);2008年

5 宋福祥;高壓縮比甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程研究[D];吉林大學(xué);2012年

6 崔峰云;缸內(nèi)直噴點(diǎn)燃式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)排放特性研究[D];吉林大學(xué);2011年

7 宋明志;多功能電控單元硬件開發(fā)與應(yīng)用[D];天津大學(xué);2012年

8 賈京龍;缸內(nèi)直噴點(diǎn)燃式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒及排放仿真研究[D];吉林大學(xué);2013年

9 王放;缸內(nèi)直噴點(diǎn)燃式甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)試驗(yàn)研究[D];吉林大學(xué);2012年

10 王新超;EGR在甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用研究[D];吉林大學(xué);2013年

相關(guān)機(jī)構(gòu)

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