醇汽油混合燃料发动机性能应用试验研究

摘要

国内汽车保有量的持续快速增长和石油资源紧缺的双重压力,使得醇类混合燃料推广应用的重要性日益突出,因此,开展醇类混合燃料在发动机上的应用试验研究具有实际意义。
　　 本文对甲醇和乙醇作为内燃机替代燃料的特点及其在汽车发动机上的应用研究现状进行了综述;从应用分析需要的角度,对试验用燃料E10、E20、M15、M30进行了燃料低热值、理论空燃比、理论混合气热值、汽化潜热等物理性能指标的计算与分析,并与93号汽油进行了对比分析。结果表明:混合燃料的低热值、理论空燃比随着掺醇比例的增加而减小;而混合燃料问的理论混合气热值相差很小,且与汽油相当;混合燃料的汽化潜热随着掺醇比例的增加而增大。
　　 基于车辆发动机结构与控制策略保持不变的要求,在JETTAATK发动机上进行了E10、E20、M15、M30与93号汽油的性能对比试验;发动机燃用E10和93号汽油时车辆排气管液体滴出量对比试验。试验结果表明,发动机燃用醇类混合燃料动力下降的主要原因是φa的增大;而发动机燃用E10和E20时,动力性能比燃用M15、M30有所提的高原因是其理论空燃比与93号汽油更为接近,φa的增幅较小。采用有效热效率ηet对发动机燃料经济性进行分析结果表明,发动机在中低转速、中等负荷工况时,燃用93号汽油的有效热效率略高于发动机燃用醇类混合燃料时的有效热效率;当发动机在高转速工况时,由于醇类混合燃料汽化潜热大、燃烧速度快的特点,发动机燃用试验燃料的有效热效率的差别不明显。
　　 怠速试验时,发动机燃用醇类混合燃料的CO、HC、Nox的排放浓度均低于发动机燃用93号汽油时污染物排放浓度;发动机燃用醇类混合燃料时的Nox排放量,呈现混合燃料内醇类含量越高,Nox排放量越少的趋势。在全负荷工况下,发动机燃用醇类混合燃料时的CO和HC的排放浓度均低于发动机燃用93号汽油时的CO和HC的排放浓度,总体上呈现混合燃料内醇含量越高,CO和HC的排放浓度降低的趋势;发动机燃用醇类混合燃料时的Nox排放量总体上低于发动机燃用93号汽油时的Nox排放浓度,但发动机燃用不同醇类混合燃料时的Nox排放浓度,M30低于M15、E10和E20,而M15、E10和E20之间没有明显不同。
　　 不同环境温度下,发动机燃用E10和93号汽油时的车辆排气管液体滴出量对比试验结果表明,车辆在低温环境条件下燃用E10和93号汽油时,均出现排气管有液体滴出物现象;在相同低温环境条件,发动机燃用E10比燃用93号汽油时的液体滴出量要多,环境温度越低,差距越大。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 醇类燃料的特点

1.1.2 醇类燃料的应用方式

1.2 国内外醇类燃料在发动机上的应用研究现状

1.2.1 国内外醇类燃料应用现状

1.2.2 醇类燃料应用技术研究现状

1.3 本文研究目的和内容

第2章 醇汽油混合燃料物理性能分析

2.1 混合燃料热值计算与分析

2.1.1 混合燃料低热值的计算

2.1.2 混合燃料理论混合气热值计算

2.2 混合燃料汽化潜热计算与分析

2.3 本章小结

第3章 醇汽油混合燃料与车用汽油对比试验

3.1 试验项目

3.1.1 馏程试验

3.1.2 发动机性能试验

3.1.3 车辆排气管液体滴出量对比试验

3.2 试验用仪器设备

3.2.1 试验车辆及发动机主要参数

3.2.2 测试仪器设备

3.3 本章小结

第4章 试验结果及分析

4.1 馏程试验结果分析

4.2 全负荷速度特性试验结果及分析

4.2.1 全负荷速度特性试验结果

4.2.2 全负荷速度特性试验结果分析

4.3 负荷特性试验结果及分析

4.3.1 负荷特性试验结果

4.3.2 负荷特性试验结果分析

4.4 发动机排放污染物试验结果分析

4.4.1 发动机怠速运转排放污染物试验结果分析

4.4.2 全负荷速度特性排放污染物试验结果分析

4.5 车辆排气管液体滴出量对比试验结果分析

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

个人简历