柴油异丙醇和柴油正戊醇燃烧与排放特性的比较研究

发布时间：2020-11-19 20:07

　　 柴油机作为一种重要的内燃机动力源,因其较高的热效率和能源利用率,被广泛地应用在工商农等众多领域,诸如发电、灌溉、汽车以及船舶运输等。然而,柴油机较高的PM和NO_X排放,不仅造成了一系列非常严重的大气污染问题,限制了其进一步推广应用,而且还危害着人类健康。醇类燃料的十六烷值低、运动粘度低、自含氧,向柴油中添加一定比例的醇可有效改善柴油的低温流动性、氧含量等理化性质,降低柴油机PM排放,但同时会导致NO_X升高问题。因此,发动机在低温燃烧模式(LTC)下燃用汽油/柴油混合燃料可以有效的解决柴油机燃用该混合燃料时NO_X排放较高的问题。此外,柴油机燃用汽油/柴油混合燃料时,无需对柴油机供油系统及其它结构进行改动。本试验以0~#纯柴油为基础油(标记为D100),选用异丙醇和正戊醇作为掺混燃料,按照体积分数20%加入到0~#柴油中,制备异丙醇/柴油和正戊醇/柴油混合燃料,分别标记为:D80P20和D80W20。试验在一台增压中冷式高压共轨四缸柴油机上进行,并分析柴油和混合燃料的燃烧和排放特性。研究结果表明:1.与柴油相比,混合燃料具有较低的热值、十六烷值、密度、粘度、冷滤点和凝点。混合燃料蒸发雾化质量明显改善。2.所有试验工况下,发动机燃用三种燃料时的喷射策略均为预喷射加主喷射;相同工况及EGR率下,发动机燃用D100、D80P20和D80W20三种燃料时,两种混合燃料的缸内压力、缸内燃烧温度和峰值放热率均略高于D100。随着EGR率的增加,缸内压力、缸内燃烧温度和峰值放热率降低。3.相同工况及EGR率下,发动机燃用D100、D80P20和D80W20三种燃料时,两种混合燃料的NOx排放较高,碳烟和超细颗粒物数量总浓度和体积总浓度排放较少。随着EGR率的增加,NOx排放降低,碳烟和颗粒物排放增多。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TK421
【部分图文】：

第一章 绪论景缺 世纪以来，随着我国经济的快速发展，汽车行业呈现一片繁直保持较快的增长态势，据公安部统计数据显示[1]：截至 2.4 亿辆，比 2017 年增加 2285 万辆，增长 10.51%。近五年持续大幅增长趋势，年均增量达 3012 万人，其中汽车驾驶人的 90.28%。从城市情况看，全国有 61 个城市的汽车保有量 200 万辆，8 个城市超 300 万辆[2]。图 1.1 为 2013~2018 年我保有量的不断增加，必然引起石油资源需求量的增加，将会更大挑战。

图 1.2 2013~2018 年我国原油进口量变化量的不断增加，在加速石油资源消耗的同时，也带来了日趋，我国移动源污染问题日益突出，已成为空气污染的重要来大型城市以及东部人口密集区，移动源对细颗粒物（PM20%以上。根据我国 2017 年城市大气细颗粒物（PM2.5）源解南、广州和深圳的移动源排放为首要来源，占比分别达到、21.7%和 52.1%[4]。据我国生态环境部统计，2017 年全国初步核算为 4359.7 万吨。其中，一氧化碳（CO）为 3327. 407.1 万吨，氮氧化物（NOX）为 574.3 万吨，颗粒物（是 NOX和 PM 的主要贡献者，NOX占汽车污染物排放总量污染物排放总量的 99%以上。NOX与 HC 容易在日光下进行雾，PM 是造成雾霾的主要原因。

长安大学硕士学位论文10图 2.1 发动机台架示意图图 2.2 发动机台架实物图2.1.3 试验设备及仪器表 2.2 主要为发动机测试系统的相关仪器名称、型号及生产厂家，仪器主要有测功机、各种传感器、尾气分析仪、烟度计及颗粒物粒径谱仪等。
【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 马静;王煊军;郭和军;苏俊作;王汝栋;;柴油机新型含氧燃料研究现状及进展[J];能源工程;2010年03期

2 何邦全,王建昕,阎小光;柴油机含氧燃料的研究进展[J];农业机械学报;2003年01期

3 杜德兴,元广杰;混燃甲醇和乙醇改善柴油机碳烟排放[J];环境科学学报;2001年06期

本文编号：2890377