增压直喷汽油机燃用正丁醇-汽油混合燃料的试验研究

摘要

面对环境污染和能源危机的双重压力，寻求经济可行、环境友好的绿色替代燃料变得尤为重要。本文以增压直喷汽油机作为主要研宄对象，试验研宄T其掺烧生物质燃料正下醇后的正下醇掺混比例（分别为15％、30%和50%下醇比例，简称Bul5、Bu30和 Bu50)及点火时刻对该增压直喷汽油机燃烧过程、动力性、经济性和排放性能的影响，并与其燃烧纯汽油的情况进行T对比。
　　正下醇混合比例影响的研宄结果表明：在部分负荷的当量燃烧闭环控制区，随正下醇比例增大，滞燃期和燃烧持续期缩短，主放热时刻提前，缸内最大爆发压力升高，同时燃烧反应速率加快，尽管循环平均爆震信号最大值（KP_PK)增加，但燃烧循环变动减小，导致综合爆震倾向减弱；而在经济性和排放方面，随正下醇比例增大，有效燃油消耗率增加，但有效热效率提高，另外，催化反应前的THC和 C O排放升高，NOx排放明显降低，同时涡前排气温度有所降低；并且随负荷增大，上述燃烧和排放参数变化更明显。在全负荷的开环控制区，燃烧过程参数和排放的变化趋势与部分负荷工况相似；动力性和经济性方面，随正下醇比例增加，有效燃油消耗率增加，B u l5的有效热效率提高，而 Bu30和 Bu50的有效热效率略微降低，但功率和转矩均有所增大。此外，正下醇理化性质对爆震趋势影响明显，理论辛烷值相同的50%正下醇-汽油混合燃料（Bu50)与10%乙醇-汽油混合燃料（E lO)相比，循环平均爆震信号最大值明显增加。
　　50%正下醇-汽油混合燃料的点火时刻研宄结果表明：Bu50的燃烧和排放随点火时刻的变化趋势与BuOO基本一致，随点火时刻的提前，缸内最大爆发压力和放热率升高，燃烧反应速率加快，滞燃期和燃烧持续期缩短，燃烧循环变动减小；在爆震边界，燃烧热功转化效率升高，燃油消耗率降低，有效热效率达到最高?’此外，随点火时刻提前，催化反应前的THC排放升高，C O排放保持不变，涡前排气温度降低；相比于BuOO的NOx逐渐升高，Bu50的NOx排放基本保持不变，且 Bu50的NOx和涡前排气温度均比汽油低。
　　综上所述，增压直喷汽油机燃用大比例正下醇汽油混合燃料，在保证发动机动力性不变的同时，能够改善热效率和燃烧稳定性；同时结合更早的点火时刻，可以最大限度地提高燃烧热效率，优化发动机的燃油经济性，特别在汽油机的当量燃烧控制区。本文的研宄可以为正下醇燃料在汽油机上的高效清洁利用提供有用的参考。

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湖南大学工程硕士学位论文

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摘要

英文摘要

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第 I 草 绪 论

1.1选题背景

1.2 丁醇燃料的发展及研究现状

1.3本文研究的目的和主要内容

第2章试验装置及研究方法

2.1试验装置及仪器设备

2.2试验方案及数据处理分析

2.3本章小结

第3章正丁醇比例对发动机燃烧和排放性能的影响

3.1部分负荷下正丁醇比例对发动机燃烧和排放的影响

3.2辛烷值相同时正丁醇理化性质对爆震趋势的影响

3.3全负荷下正丁醇比例对燃烧和排放的影响

3.4本章小结

第4章点火时刻对大比例正丁醇汽油混合燃料燃烧和排放影响的试验研究

4.1点火时刻对大比例正丁醇汽油混合燃料燃烧过程的影响

4.2点火时刻对缸内平均温度的影响

4.4点火时刻对混合燃料燃油经济性的影响

4.3点火时刻对燃烧循环变动的影响

4.5点火时刻对混合燃料常规排放物的影响

4.6本章小结

结论

参考文献

附录A 攻读硕士学位期间发表的论文和获得成果

致谢