掺氢对正丁醇/汽油发动机稀燃及排放特性影响的实验研究

发布时间：2020-12-24 19:32

　　本文基于对丁醇和氢气理化性质的分析,提出了进气道喷射丁醇汽油混合燃料,缸内直喷氢气为辅助燃料的喷射模式。对点燃式发动机进行改造,使其具有完备的燃料供给系统,能够满足实验要求实现丁醇汽油混合燃料和氢气的复合喷射,并借助dSPACE搭建了发动机控制模型,连接安装了相关测试设备,实现对燃烧和排放数据的采集。以掺醇比和掺氢比为核心变量,过量空气系数为次要变量,选取过量空气系数大于1的稀燃工况,研究了掺醇和掺氢协同作用对点燃式发动机稀燃和排放的影响,对实验结果进行了解释。主要的研究结论如下:对于稀燃特性的分析,可以得到如下结论:(1)单独对丁醇汽油混合燃料稀燃特性进行分析,随掺醇比升高,混合燃料理论放热量降低。稀燃工况下,实际燃烧过程中,掺醇比从0%上升至25%时,丁醇掺混可以起到促进燃烧的作用,随着掺醇比的增大燃烧逐渐变差。(2)单独对掺氢的作用进行分析,发现随着掺氢比的增大,丁醇汽油混合燃料的稀燃特性整体有着明显改善,缸压和缸内温度随掺氢比增大而上升,火焰发展期和快速燃烧期缩短,循环变动降低,动力性有一定的提升。(3)针对掺醇和掺氢对稀燃特性的协同作用进行分析,虽然掺氢对混合燃料发动机燃烧作... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 能源问题
        1.1.2 环境问题
    1.2 丁醇与氢气在汽车上的应用
        1.2.1 丁醇、氢气的理化特性与制取方式
        1.2.2 正丁醇作为内燃机代用燃料研究现状
        1.2.3 氢气作为内燃机辅助燃料研究现状
    1.3 稀薄燃烧与缸内直喷汽油机
    1.4 本文主要研究内容和研究意义
第2章 试验控制平台与试验方案
    2.1 实验台架介绍
    2.2 相关测试设备介绍
    2.3 电控系统介绍
    2.4 试验方案
    2.5 本章小节
第3章 掺氢对正丁醇/汽油发动机稀燃特性的影响
    3.0 正丁醇汽油混合燃料理论放热量分析
    3.1 稀燃条件下掺醇和掺氢协同作用对温度变化的影响
    3.2 稀燃条件下掺醇和掺氢协同作用对缸压变化的影响
    3.3 稀燃条件下掺醇和掺氢协同作用对火焰发展期和快速燃烧期的影响
        3.3.1 稀燃条件下掺醇和掺氢协同作用对火焰发展期的影响
        3.3.2 稀燃条件下掺醇和掺氢协同作用对快速燃烧期的影响
    3.4 稀燃条件下掺醇和掺氢协同作用对IMEP和循环变动的影响
        3.4.1 稀燃条件下掺醇和掺氢协同作用对IMEP的影响
        3.4.2 稀燃条件下掺醇和掺氢协同作用对循环变动的影响
    3.5 本章小节
第4章 掺氢对稀燃条件下正丁醇/汽油发动机排放特性的影响
    4.1 过量空气系数对正丁醇/汽油发动机排放特性的影响
        4.1.1 掺醇比在不同过量空气系数下对NOx排放的影响
        4.1.2 掺醇比在不同过量空气系数下对HC排放的影响
        4.1.3 掺醇比在不同过量空气系数下对CO排放的影响
    4.2 稀燃条件下掺氢对正丁醇/汽油发动机排放特性的影响
        4.2.1 稀燃条件下掺氢对正丁醇/汽油发动机NOx排放的影响
        4.2.2 稀燃条件下掺氢对正丁醇/汽油发动机HC排放的影响
        4.2.3 稀燃条件下掺氢对正丁醇/汽油发动机CO排放的影响
    4.3 本章小结
第5章 全文总结及展望
    5.1 本文研究主要内容及结论
    5.2 未来展望
参考文献
作者简介
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]掺混比例和喷油压力对柴油/正丁醇低温燃烧的影响[J]. 郑尊清,黎长乐,刘海峰,孔令存,岳朗.  内燃机学报. 2014(02)
[2]正丁醇-汽油HCCI发动机燃烧特性[J]. 柳茂斌,何邦全,袁杰,赵华.  内燃机学报. 2013(04)
[3]正丁醇-汽油HCCI发动机低温燃烧过程的模拟[J]. 何邦全,吴永惠.  内燃机学报. 2013(03)
[4]正丁醇燃料特性对柴油机低温燃烧影响的机理[J]. 郑尊清,李善举,刘海峰,尧命发,徐佳,杨彬彬.  内燃机学报. 2013(02)
[5]基于GT-Power对天然气/氢气发动机的性能分析[J]. 李明海,王耀超,王娟,马凡华.  计算机仿真. 2010(07)
[6]丁醇-汽油混合燃料燃烧放热规律的研究[J]. 杨靖,李克,杨小龙,刘敬平,钟志华.  汽车工程. 2009(10)
[7]稀燃天然气掺氢发动机的热效率与排放特性[J]. 马凡华,王宇,刘海全,李勇,汪俊君,赵淑莉.  内燃机学报. 2008(01)

博士论文
[1]丁醇燃烧机理及时发动机使用性能影响的研究[D]. 姜莉.东北林业大学 2016
[2]掺氢内燃机燃烧特性及整车燃油经济性的数值模拟研究[D]. 刘晓龙.北京工业大学 2015



本文编号：2936191