【摘要】：為了擺脫對(duì)不可再生石油燃料的依賴,滿足排放法規(guī)的要求,含氧燃料將作為最有發(fā)展前景的替代燃料之一。為了探究不同含氧燃料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和顆粒物排放影響規(guī)律,本文從含氧燃料特性角度出發(fā),結(jié)合燃燒控制條件,試驗(yàn)研究了不同氧鍵合形式的正丁醇和DMC燃料以及不同分子結(jié)構(gòu)的丁醇同分異構(gòu)體燃料對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和顆粒物排放影響規(guī)律。通過調(diào)整進(jìn)氣和噴油參數(shù)等控制參數(shù),確定了燃料理化特性和燃燒控制參數(shù)對(duì)燃燒和顆粒物影響程度。在瞬態(tài)工況下燃燒畸變及EGR超調(diào)導(dǎo)致顆粒物排放增加,本文探討了含氧燃料對(duì)瞬態(tài)顆粒物排放的改善程度。本試驗(yàn)基于一臺(tái)輕型高壓共軌柴油機(jī),搭建了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒與排放實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)系統(tǒng)。開發(fā)了電控EGR系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣量的主動(dòng)控制和柔性調(diào)節(jié)。采用TSI3090微粒粒徑分析儀和現(xiàn)有的排氣二級(jí)稀釋系統(tǒng),建立穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況顆粒物粒度分布測控系統(tǒng)。采用相同含氧量的柴油/正丁醇、柴油/DMC、柴油/仲丁醇和柴油/異丁醇試驗(yàn)燃料,開展了含氧燃料對(duì)燃燒和顆粒物排放影響規(guī)律的試驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明:1.燃料的理化特性是影響發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和排放過程的重要原因之一。正丁醇和DMC的十六烷值低,使滯燃期延長,增加預(yù)混合燃燒量,柴油/正丁醇和柴油/DMC的缸內(nèi)壓力和放熱率曲線峰值比柴油高。在大負(fù)荷工況下,添加正丁醇和DMC不會(huì)引起NO_X排放過多增加,對(duì)其他排放物有更明顯的降低效果。柴油/正丁醇和柴油/DMC的核態(tài)微粒排放相對(duì)柴油略有增加,但是積聚態(tài)顆粒物排放大量減少。2.對(duì)丁醇同分異構(gòu)體做了進(jìn)一步研究,滯燃期由短到長依次為正丁醇、仲丁醇和異丁醇,燃燒持續(xù)期呈現(xiàn)相反趨勢。在小負(fù)荷工況下,柴油/異丁醇碳煙排放量最多,柴油/仲丁醇的核態(tài)微粒排放高于柴油/正丁醇。在大負(fù)荷工況下,丁醇同分異構(gòu)體分子結(jié)構(gòu)的不同對(duì)缸內(nèi)燃燒和顆粒物排放區(qū)別影響不明顯。3.提高噴油壓力對(duì)降低顆粒物排放有積極的影響。提高噴油壓力,柴油、柴油/正丁醇和柴油/DMC的NO_X排放區(qū)別不大,對(duì)三者的碳煙排放有良好地改善。正丁醇和DMC的粘度比柴油低,有利于減小對(duì)高噴射壓力的需求。4.進(jìn)氣引入一定量的EGR,降低缸內(nèi)溫度和氧濃度,進(jìn)而減少NO_X排放。正丁醇和DMC結(jié)合EGR技術(shù),降低高溫缺氧區(qū)域碳煙的產(chǎn)生,并且減少高溫富氧區(qū)域NO_X排放,達(dá)到同時(shí)降低NO_X和顆粒物排放的目的。添加正丁醇和DMC為大比例EGR的應(yīng)用創(chuàng)造條件。5.燃用含氧燃料有助于改善發(fā)動(dòng)機(jī)瞬變過程。添加含氧燃料能夠降低對(duì)渦輪增壓器響應(yīng)速度的要求,改善燃燒,降低超細(xì)顆粒物排放。EGR超調(diào)導(dǎo)致柴油碳煙排放激增,柴油/正丁醇和柴油/DMC有效改善碳煙排放,降低積聚態(tài)顆粒物數(shù)量,說明正丁醇和DMC對(duì)降低瞬態(tài)增負(fù)荷工況顆粒物排放有一定的潛力。
【圖文】：

圖 1.1 中國原油產(chǎn)銷與依存度變化趨勢，我國大力發(fā)展汽車工業(yè)，，中國汽車總產(chǎn)銷量連續(xù)九年蟬域機(jī)動(dòng)車是石油消費(fèi)的主要群體，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)保有量增加必然帶來大量的能源消耗，石油資源匱乏即將

001-2017年中國汽車銷量及增長率
【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】：2018
【分類號(hào)】：TK421

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2667835