柴油/甲醇组合燃烧方式在增压柴油机上的应用研究

摘要

本课题主要着眼于柴油/醇组合燃烧的机理和实用性研究.通过分析国内外在燃用醇燃料的技术途径和我国的能源状况,创造性地提出了适合我国技术水平和能源状况的组合燃烧理论.根据组合燃烧理论要求,分别将一台非增压柴油机和一台增压柴油机改造成为实行组合燃烧的喷醇发动机.对影响喷醇发动机性能的喷醇参数进行了优化,并全面试验了喷醇发动机的负荷特性和排放特性.研究表明在组合燃烧喷醇发动机中最佳喷醇的负荷起点为某一转速下的最大扭矩的60%~70%;喷醇后发动机的燃烧起点比纯柴油时的起点晚,但燃烧速度快,气缸峰值压力比纯柴油时高;不同于纯柴油燃烧放热的双峰模式,含醇燃烧的放热率曲线接近单峰形状;含醇燃烧的温度比纯柴油模式有所降低:喷醇发动机的碳烟和NOx排放以及燃料经济性方面较纯柴油要优越得多.

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第一章绪论

1.1前言

1.1.1内燃机发展的两大主题是节能和环保

1.1.2碳烟和NOx的排放是制约柴油机发展的两大因素

1.1.3寻找合适的石油替代燃料是我国能源可持续发展的一大重点

1.2组合燃烧理论的提出

1.2.1柴油机燃用醇燃料的主要方法

1.2.2组合燃烧理论

1.2.3组合燃烧对非增压发动机性能的影响

1.3本课题的主要工作

第二章组合燃烧发动机燃烧过程的研究

2.1概述

2.2试验发动机及测试设备

2.3试验数据处理方法

2.4组合燃烧方式对柴油机燃烧性能的影响

2.4.1不同起喷点对喷醇发动机排放性能的影响

2.4.2不同起喷点对喷醇发动机气缸压力和压力升高率的影响

2.4.3不同起喷点对喷醇发动机放热率、累积放热率和温度的影响

2.5本章小结

第三章增压发动机组合燃烧的改造与控制策略

3.1组合燃烧喷醇发动机

3.1.1试验发动机及测试设备

3.1.2喷醇控制系统与油门执行器

3.1.3试验装置总图

3.2控制策略

3.2.1概述

3.2.2控制策略的实施

3.3本章小结

第四章组合燃烧对增压发动机性能影响的研究

4.1概述

4.1.1概述

4.1.2试验数据处理方法

4.2喷醇负荷起点对增压发动机性能的影响

4.2.1喷醇负荷起点对碳烟排放的影响

4.2.2喷醇负荷起点对NOx排放的影响

4.2.3喷醇负荷起点对HC和CO排放及排气温度的影响

4.2.4喷醇负荷起点对油耗的影响

4.3本章小结

第五章组合燃烧增压发动机使用经济性

5.1概述

5.2组合燃烧增压发动机预混纯甲醇与粗甲醇时发动机性能对比

5.2.1负荷特性对比

5.3使用经济性对比

5.4本章小结

第六章全文总结与工作展望

6.1全文总结

6.2工作展望

参考文献

发表论文及参加科研情况说明

致谢