在解決未來(lái)能源和環(huán)境問(wèn)題方面,乙醇被認(rèn)為是一種具有較大潛力的替代燃料。但現(xiàn)有的汽油和乙醇混合燃料在使用方法上沒(méi)有充分利用乙醇的優(yōu)勢(shì)。由此產(chǎn)生了一種新型的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)-雙燃料復(fù)合噴射技術(shù),即乙醇直接噴射加上汽油進(jìn)氣道噴射（EDI+GPI:ethanol direct injection and gasoline Port injection）,提供了一種更高效利用乙醇燃料性質(zhì)的新方法。本課題在一臺(tái)氣道噴射的單缸四沖程汽油機(jī)上加裝了一套乙醇缸內(nèi)直噴系統(tǒng),使之成為雙噴射發(fā)動(dòng)機(jī)。研究了汽油/乙醇復(fù)合噴射策略對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和排放性能的影響,并建立了相應(yīng)的三維流體動(dòng)力學(xué)模型,詳細(xì)分析缸內(nèi)各區(qū)域的溫度和組分分布特點(diǎn),探明了缸內(nèi)污染物生成機(jī)理。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬結(jié)果可知:（1）依據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù),汽油機(jī)加噴乙醇后,隨乙醇能量占比的增加,乙醇較快的火焰?zhèn)鞑ニ俣仁谷紵艧峒涌?缸內(nèi)整體燃燒相位提前,最大爆發(fā)壓力Pmax增高;燃燒持續(xù)期CA50（燃料燃燒50%時(shí)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度）和CA90（燃料燃燒90%時(shí)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度）都逐漸縮短;指示熱效率增加;發(fā)動(dòng)機(jī)容積效率提高,指示平均有效壓力（IMEP:indicated me... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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中國(guó)民用汽車保有量Fig1.1CiviliancarownershipofChina

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)碩士研究生學(xué)位論文2圖1.2中國(guó)石油消費(fèi)總量Fig1.2TotaloilconsumptionofChina隨著機(jī)動(dòng)車保有量的持續(xù)增長(zhǎng)，勢(shì)必造成環(huán)境污染的加劇，機(jī)動(dòng)車排放的污染物以及與交通源相關(guān)的主要污染有一氧化碳（CO）、氮氧化合物（NOx）、碳?xì)浠衔铮℉C，包括苯、苯并芘）和微粒（PM）等。根據(jù)生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的2018年中國(guó)機(jī)動(dòng)車環(huán)境管理年報(bào)可知，2017年，全國(guó)機(jī)動(dòng)車四項(xiàng)污染物排放總量初步可算為4359.3萬(wàn)噸[4]。其中，CO排放量為3327.3萬(wàn)噸，HC排放量為407.1萬(wàn)噸，NOx排放量為574.3萬(wàn)噸，PM排放量為50.9萬(wàn)噸。汽車是機(jī)動(dòng)車大氣污染排放的罪魁禍?zhǔn)祝欧诺腃O和HC超過(guò)總排放量的80%，NOx和PM超過(guò)總排放量的90%�？諝庵形廴疚餄舛冗^(guò)大會(huì)影響人體健康，給人類生存環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重威脅。為減少內(nèi)燃機(jī)排放物，推動(dòng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展，世界主要國(guó)家和地區(qū)都先后制定了相應(yīng)的排放法規(guī)，分階段逐步控制內(nèi)燃機(jī)污染物排放量。我國(guó)自2000年起也施行了國(guó)Ⅰ排放法規(guī)；2020年開(kāi)始施行國(guó)Ⅵa排放法規(guī)，經(jīng)過(guò)三年的過(guò)渡時(shí)期，到2023年施行國(guó)Ⅵb排放法規(guī)，如圖1.3所示。相較于國(guó)Ⅵa排放限值，國(guó)Ⅵb階段的CO、NOx、THC、非甲烷碳?xì)洌∟MHC）和PM排放量要相應(yīng)減少28.5%、41.7%、50%、48.5%和33.3%，這是相當(dāng)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)[5]。此外，國(guó)Ⅵ標(biāo)準(zhǔn)比國(guó)Ⅴ標(biāo)準(zhǔn)新增了N2O和汽油PN的排放限值。

第一章緒論3圖1.3中國(guó)輕型汽車排放限值Fig1.3EmissionlimitsforlightvehiclesinChina隨著全球范圍內(nèi)化石燃料的枯竭以及溫室效應(yīng)的增強(qiáng)促使當(dāng)今社會(huì)急需尋求化石燃料的替代品。代用燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用研究一直在進(jìn)行，這不僅是出于對(duì)能源安全的考慮，也是緩解汽油、柴油對(duì)大氣污染的現(xiàn)實(shí)需求。目前，液化石油氣（LPG）、壓縮天然氣（CNG）等烴類燃料，醇類燃料中乙醇汽油，脂類燃料中生物柴油（甲酯）等代用燃料早已在某些地區(qū)和城市推廣使用，此外還有各種醚類燃料，如二甲醚（DME），氫氣等代用燃料也在研究開(kāi)發(fā)中。研發(fā)高效燃燒的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的重要途徑。高增壓小型化發(fā)動(dòng)機(jī)、缸內(nèi)直噴（GDI：gasolinedirectinjection）、均質(zhì)壓燃（HCCI：homogeneouschargecompressionignition）以及雙燃料復(fù)合噴射技術(shù)（DF：duelfuel）等都是實(shí)現(xiàn)高效燃燒的主要技術(shù)途徑和研究方向。1.2研究現(xiàn)狀1.2.1乙醇替代燃料在內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用目前醇類替代燃料中甲醇和乙醇已經(jīng)被實(shí)際應(yīng)用。乙醇主要來(lái)源于含糖類及淀粉類植物的果實(shí)和秸稈，是應(yīng)用最廣泛的生物燃料。跟甲醇一樣，乙醇也具有辛烷值高、含氧量高的特點(diǎn)，并且與汽油的互溶性較強(qiáng)，但腐蝕性和對(duì)人體的毒性比甲醇要輕得多，更適宜做為替代燃料。低比例的乙醇汽油混合燃料可以允許發(fā)動(dòng)機(jī)不作任何改動(dòng)，因此E10（乙醇體積占比為10%）混合燃料目前在全世界應(yīng)用最為廣泛，也有少量E15乙醇汽油。2017年由國(guó)家15部委聯(lián)合下發(fā)的《關(guān)于擴(kuò)大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實(shí)施方案》明確提出至2020年全國(guó)范圍內(nèi)基本實(shí)現(xiàn)車用E10燃料全覆蓋，以及至2025年前，實(shí)現(xiàn)纖維素乙醇（Ligno-cellulosicBio-Ethanol）的規(guī)模化生產(chǎn)的目標(biāo)[6]。預(yù)計(jì)2020年，中國(guó)車用乙醇燃料產(chǎn)量將超過(guò)800萬(wàn)噸，?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]乙醇DI/汽油PFI發(fā)動(dòng)機(jī)性能與排放特性[J]. 康瑞,馮登全,衛(wèi)海橋,華劍雄,周磊.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]乙醇汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排氣噪聲影響的試驗(yàn)研究[J]. 邱森,黃華,袁兆成,陳振斌,施兵峰.  汽車工程. 2016(05)
[3]乙醇汽油混合燃料顆粒物排放的特性[J]. 白代彤,王錫斌,蔡建,張紅陽(yáng).  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2012(06)
[4]乙醇汽油發(fā)動(dòng)機(jī)非常規(guī)排放及其催化轉(zhuǎn)化的研究[J]. 劉方杰,魏衍舉,劉圣華,朱贊,李廣樂(lè).  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(01)
[5]內(nèi)燃機(jī)燃燒研究及面臨的挑戰(zhàn)[J]. 黃佐華,蔣德明,王錫斌.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2008(S1)
[6]乙醇柴油汽油混合燃料的燃燒與排放特性[J]. 杜寶國(guó),隆武強(qiáng),魏勝利,董全,許鋒.  汽車工程. 2008(03)
[7]汽油機(jī)燃用E10含水乙醇/汽油的試驗(yàn)研究[J]. 胡江,顏文勝,劉立東,徐亞飛,王啟峰,劉學(xué)淵,張維,梁曉瑜.  內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝置. 2007(01)

博士論文
[1]乙醇直接噴射加汽油進(jìn)氣道噴射點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程研究[D]. 黃御寒.華中科技大學(xué) 2016

碩士論文
[1]乙醇—汽油混合燃料增壓直噴發(fā)動(dòng)機(jī)早燃現(xiàn)象及爆震過(guò)程機(jī)理的研究[D]. 李瑞晨.山東建筑大學(xué) 2019



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