本文關(guān)鍵詞：缸內(nèi)直噴點燃式甲醇發(fā)動機冷啟動試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：能源問題和環(huán)境問題是如今困擾人類的大問題，環(huán)境與能量問題相伴相生。只從第二次工業(yè)革命開始以來，人類對于化石燃料的廣泛應(yīng)用，使得化石能源被大量消耗，同時對環(huán)境造成了大量的污染，使得環(huán)境惡化。特別是近百年，汽車工業(yè)的產(chǎn)生并高速發(fā)展，使得這種情況嚴(yán)重加劇。據(jù)統(tǒng)計汽車燃料消耗占石油消耗總量的35%以上。因此，開發(fā)代用燃料對減緩能源危機是勢在必行的。我國是富煤缺油少氣的國家，因此發(fā)展甲醇作為車用代用燃料在我國是符合國情的。 使用甲醇作為代用燃料的意義：（1）甲醇可以代替石油制品作為車用能源，以此來緩解我國的石油危機，減輕對進口石油的依賴度，保障石油安全；（2）甲醇作為含氧燃料可以減輕排放對環(huán)境污染；（3）甲醇生產(chǎn)來源廣泛，作為產(chǎn)煤大國，在我國可以考慮煤制甲醇，符合我國國情；（4）甲醇生產(chǎn)技術(shù)純熟，運輸儲存技術(shù)完善，不需要進行從新開發(fā)；（5）甲醇作為代用燃料可以補充我國的石油儲備，減緩能源危機。 甲醇的理化特性與汽油相似，對現(xiàn)有的發(fā)動機系統(tǒng)不需要進行太大的改動。而且甲醇作為含氧燃料，甲醇可以改善排放，同時甲醇的辛烷值高于汽油，如果開發(fā)純甲醇發(fā)動機，可以得到更高的熱效率和輸出功率。 通過實驗發(fā)現(xiàn)，伴隨著常規(guī)排放的降低，非常規(guī)排放則增加很多。甲醇的非常規(guī)排放主要是未燃甲醇和甲醛。甲醇具有較大的氣化潛熱，冷起動困難，因此在冷起動工況時，非常規(guī)排放的量也大大增加。對于甲醇冷起動困難的問題，學(xué)術(shù)界已經(jīng)有了較為成熟的解決辦法，本文將驗證缸內(nèi)直噴對甲醇冷起動的改善。 本文針對甲醇燃料冷起動困難的問題，進行了甲醇缸內(nèi)直噴發(fā)動機冷起動實驗。為了研究甲醇缸內(nèi)直噴發(fā)動機的性能，本文選擇了一款四缸缸內(nèi)直噴點燃式發(fā)動機作為實驗發(fā)動機，并搭建了實驗臺架。同時本文建立了對甲醇和汽油的常規(guī)排放物的采集和檢測系統(tǒng)，并采用色譜分析和光譜分析聯(lián)用的方式，建立了對甲醇非常規(guī)排放物的采集和檢測系統(tǒng)。本文主要是對缸內(nèi)直噴甲醇發(fā)動機冷起動工況的邊界條件進行調(diào)節(jié)，討論各個邊界條件對甲醇冷起動性能的影響。進行甲醇實驗的同時，本文在相同條件下進行了汽油冷起動實驗，對甲醇和汽油的冷起動性能進行對比分析。通過對實驗結(jié)果的分析本文得到以下結(jié)論： （1）甲醇作為代用燃料，其常規(guī)排放性能優(yōu)于汽油，在冷起動工況下甲醇的常規(guī)排放低于汽油，其常規(guī)排放中的HC排放約為汽油的十分之一，CO約為汽油的二分之一，因此使用甲醇作為代用燃料可以起到降低常規(guī)排放的效果。 （2）甲醇的冷起動性較差。通過實驗發(fā)現(xiàn)，使用缸內(nèi)直噴甲醇發(fā)動機，當(dāng)環(huán)境溫度低于6℃時發(fā)動機很難起動，因此使用缸內(nèi)直噴甲醇發(fā)動機在冬季和較為寒冷的地區(qū)需要進氣預(yù)熱系統(tǒng)。 （3）甲醇的冷起動工況的經(jīng)濟性優(yōu)于汽油。通過實驗發(fā)現(xiàn)，在冷起動工況中相對于相等碳當(dāng)量的甲醇和汽油進行對比，甲醇的起動循環(huán)數(shù)小于汽油，且甲醇的市價約為汽油的一半，因此可以得出結(jié)論，甲醇的起動動力性和經(jīng)濟性優(yōu)于汽油。 （4）甲醇發(fā)動機的甲醛和未燃甲醇排放的變化趨勢相反，但是兩者在數(shù)值變化上并沒有確定的聯(lián)系。冷起動工況中，未燃甲醇的排放量較大，甲醛排放量約為未燃甲醇十分之一左右，因此可以得出結(jié)論，在缸內(nèi)燃燒過程中，參與燃燒的甲醇反映較為完全。 （5）本文的非常規(guī)排放的測量方式使用的是氣相色譜法與分光光度法相結(jié)合的方式。通過實驗驗證，該測量方式精度較高，誤差在5%以內(nèi)，測量方式可行。
【關(guān)鍵詞】：甲醇發(fā)動機 甲醛 冷起動 缸內(nèi)直噴 排放特性
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TK464
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 目錄10-12
• 第1章 緒論12-28
• 1.1 引言12-14
• 1.2 GDI 技術(shù)的起源與發(fā)展14-15
• 1.3 代用燃料簡介15-18
• 1.4 甲醇燃料分析18-22
• 1.4.1 甲醇理化特性18
• 1.4.2 甲醇燃料的優(yōu)缺點18-22
• 1.5 甲醛的理化特性與危害22-25
• 1.5.1 甲醛理化特性22-24
• 1.5.2 甲醛的毒性24-25
• 1.6 國內(nèi)外甲醇汽車的發(fā)展與應(yīng)用25-27
• 1.6.1 國外的發(fā)展與應(yīng)用25-26
• 1.6.2 國內(nèi)的發(fā)展與應(yīng)用26-27
• 1.7 本文主要內(nèi)容27-28
• 第2章 發(fā)動機臺架及自主實驗 ECU 介紹28-38
• 2.1 發(fā)動機實驗臺架28-29
• 2.2 儀器設(shè)備簡介29-35
• 2.3 實驗 ECU 簡介35-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第3章 排放物采集與檢測系統(tǒng)38-52
• 3.1 排放物的采集測量方式38
• 3.2 常規(guī)排放的采集檢測系統(tǒng)38-39
• 3.3 非常規(guī)排放物的采集檢測系統(tǒng)39-41
• 3.3.1 非常規(guī)排放物檢測系統(tǒng)39
• 3.3.2 甲醛的檢測方式39-40
• 3.3.3 非常規(guī)排放的采樣系統(tǒng)40-41
• 3.4 色譜介紹41-44
• 3.4.1 色譜的歷史和發(fā)展41-43
• 3.4.2 氣相色譜原理43-44
• 3.5 光譜分析法介紹44-46
• 3.5.1 光譜分析法歷史和發(fā)展44-45
• 3.5.2 紫外-可見吸收光譜原理45-46
• 3.6 樣品的檢測與分析46-51
• 3.6.1 樣品的采集46-47
• 3.6.2 非常規(guī)排放分析方法47-51
• 3.7 本章小結(jié)51-52
• 第4章 實驗過程及結(jié)果分析52-86
• 4.1 實驗過程52-53
• 4.2 實驗結(jié)果分析53-83
• 4.2.1 噴油脈寬對冷起動工況燃燒和排放的影響53-61
• 4.2.1.1 噴油脈寬對冷起動工況燃燒的影響54-56
• 4.2.1.2 噴油脈寬對冷起動工況常規(guī)排放的影響56-59
• 4.2.1.3 噴油脈寬對冷起動工況非常規(guī)排放的影響59-61
• 4.2.2 點火提前角對冷起動工況燃燒和排放的影響61-67
• 4.2.2.1 點火提前角冷起動工況對燃燒的影響61-63
• 4.2.2.2 點火提前角對冷起動工況常規(guī)排放的影響63-66
• 4.2.2.3 點火提前角對冷起動工況非常規(guī)排放的影響66-67
• 4.2.3 噴油提前角對冷起動工況排放和燃燒的影響67-73
• 4.2.3.1 噴油提前角對冷起動工況燃燒的影響67-69
• 4.2.3.2 噴油提前角對冷起動工況常規(guī)排放的影響69-72
• 4.2.3.3 噴油提前角對冷起動工況非常規(guī)排放的影響72-73
• 4.2.4 節(jié)氣門開度對冷起動工況排放和燃燒的影響73-78
• 4.2.4.1 節(jié)氣門開度對冷起動工況燃燒的影響73-74
• 4.2.4.2 節(jié)氣門開度對冷起動工況常規(guī)排放的影響74-77
• 4.2.4.3 節(jié)氣門開度對冷起動工況非常規(guī)排放的影響77-78
• 4.2.5 環(huán)境溫度對冷起動工況排放和燃燒的影響78-83
• 4.2.5.1 環(huán)境溫度對冷起動工況燃燒的影響78-79
• 4.2.5.2 環(huán)境溫度對冷起動工況常規(guī)排放的影響79-82
• 4.2.5.3 環(huán)境溫度對冷起動工況非常規(guī)排放的影響82-83
• 4.3 本章小結(jié)83-86
• 第5章 全文總結(jié)與展望86-88
• 5.1 全文總結(jié)86-87
• 5.2 工作展望87-88
• 參考文獻88-92
• 致謝92

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