正戊醇—柴油混合燃料的燃烧试验研究

发布时间：2020-07-18 13:02

【摘要】：为了减少柴油、汽油等不可再生能源的消耗以及更好的改善发动机的燃烧与排放,寻找发动机代用燃料成为一些科研工作者所专注的方向。正戊醇燃料作为一种含氧燃料,在不引起较大油耗率下,可有效降低柴油机Soot和NOx的排放,且目前国内外针对正戊醇/柴油混合燃料的发动机试验研究并不多。基于此,本文在一台满足国五排放标准的四缸柴油机上对纯柴油(记作D100)、柴油中掺混10%体积比正戊醇的混合燃料(记作DP10)、柴油中掺混20%体积比正戊醇的混合燃料(记作DP20)、柴油中掺混40%体积比正戊醇的混合燃料(记作DP40)这四种燃料进行试验研究,系统研究了喷油压力、喷油正时、EGR率和预喷策略对四种燃料在燃烧过程中燃烧和排放特性的影响。试验结果表明:①提高喷油压力,可有效降低柴油机的Soot、CO和THC的排放,但会引起NOx排放升高;在柴油中掺混正戊醇可同时降低Soot和NOx排放,但CO和THC排放升高;提高喷油压力可有效降低燃料总颗粒物数浓度和总颗粒物质量浓度,达到降低PM排放的效果。②对于四种燃料,推迟喷油正时均可以有效降低柴油机NOx排放。③增大EGR率,对降低NOx排放效果明显,可有效平衡Soot与NOx的排放,但会引起聚集态颗粒物数浓度的增大,进而引起总颗粒物质量浓度的增大。戊醇-柴油混合燃料在较小和较大EGR率下,可改善PM排放,在较小EGR率下,随着戊醇添加比例的增加,改善效果减弱;在较大EGR率下,随着戊醇添加比例的增加,改善效果增强。④加入预喷,可有效降低最大压力升高率;四种燃料的PM排放主要由聚集态颗粒物组成,且随着预喷比例的增加,聚集态颗粒物数浓度峰值呈下降趋势;随着预喷间隔的增加,聚集态颗粒物数浓度峰值呈上升趋势;与单次喷射相比,采用大的预喷比例和小的预喷间隔能够减少总颗粒物数浓度,特别是对减少聚集态颗粒物数浓度效果显著。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK16
【图文】：

燃烧模式,柴油机

图１－１柴油机不同燃烧模式的①－Ｔ图逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｏ－Ｔ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ邋ｍｏｄｅｓ邋ｏｆ邋ｄｉｅｓｅｌ邋ｅｎｇｉｎｅ逡逑图１－１给出的是柴油机不同燃烧模式的0＞－Ｔ图，从图中可以看出，传统的柴油机燃逡逑烧模式存在Ｓｏｏｔ和ＮＯｘ排放此起彼伏的问题，即所谓的ｔｒａｄｅ－ｏｆｆ关系，并且传统的柴逡逑油机燃烧模式还存在难以同时提高燃烧有效热效率与降低ＮＯｘ排放的问题，以及难以逡逑同时降低ＰＭ排放与ＮＯｘ排放的问题，为了解决这些问题，满足人们对内燃机使用和逡逑排放上日益严格的要求，国内外学者、高校和研宄机构做了大量实验探宄，主要是通过逡逑改善燃烧过程的温度和当量比，来实现了不同的燃烧方式，进而有效的解决了传统的柴逡逑油机燃烧模式中出现的上述问题。其中一些具体操作措施有：１．延长燃料燃烧的滞燃期，逡逑使油气混合时间变长，增加均匀混合气体量，燃料过浓和过稀区域减少，有效减少Ｓｏｏｔ逡逑的排放量。２．采用废气再循环技术

示意图,试验台架,主要设备,实物

种连接模块，主要用来控制各个运行工况参数。测量部分主要包括油耗仪、燃烧分析仪、逡逑颗粒排放分析仪、烟度计和各个传感器及辅助设备，主要用来测量缸内燃烧信号、发动逡逑机运行参数以及发动机尾气排放等。图２－２给出了试验中所用台架和主要仪器设备实物逡逑图，图２－３给出了整个试验台架的装置示意图，表２－２给出了试验所用到的主要设备的逡逑简介。逡逑图２－２试验台架和主要设备实物图逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋ｔｈｅ邋ｔｅｓｔ邋ｂｅｎｃｈ邋ａｎｄ邋ｍａｉｎ邋ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ邋ｐｈｙｓｉｃａｌ邋ｐｉｃｔｕｒｅ逡逑，ａｎ逡逑图２－３试验装置示意图逡逑Ｆｉｇ邋２－２邋ｔｈｅ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ逡逑１０逡逑

示意图,试验装置,示意图,试验台架

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