甲醇/甲醇裂解气在四缸汽油机上的应用研究
发布时间：2021-06-06 03:24
环境和能源问题在世界范围内越来越突出,成为内燃机发展的主要推动力和方向。我国贫油的现状和高度的对外石油依存度,愈发严格的排放指标,使得在发动机排放和燃料来源成本上有优势的代用燃料,成为内燃机未来发展的一个重要方向。甲醇制取简单,原料来源广泛,并且价格便宜,作为代用燃料在经济性上十分可行。为此,本文对某四缸汽油机燃用和掺混甲醇/甲醇裂解气后的特性开展研究。基于甲醇和甲醇裂解气的理化性质、并考虑到燃用裂解气后对汽油机的影响,分别设计了燃用甲醇和甲醇裂解气的燃用策略和燃料供应方案。基于某四缸汽油机的参数和课题研究需要,利用GT-POWER建立了仿真模型,并与原机外特性实验数据进行对比,验证了该模型的可靠性与准确性。进而,以所建模型为基础开展了燃用甲醇和裂解气的模拟计算。结果表明:在四缸汽油机上燃用或掺烧甲醇,可以使发动机动力性得到明显提升;在所有负荷下,当动力性和原机一致时,燃油经济性都有明显改善;燃用甲醇在外特性下NOX排放在全转速范围内下降明显,CO在高转速时有所改善,CO2和HC排放均低于原机。在四缸汽油机上燃用或掺烧甲醇裂解气,在外特性下,发动机的动力性明显下降,经济性略有下降。在低...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 代用燃料的选择
1.3 甲醇作为代用燃料研究现状
1.4 课题的研究意义和主要内容
2 甲醇和甲醇裂解气对汽油机的影响及燃用方案
2.1 甲醇和甲醇裂解气主要成分物理化学性质
2.2 燃烧甲醇对汽油机的影响
2.3 甲醇的燃料供应方案
2.4 汽油机燃用甲醇的方案
2.5 甲醇裂解气的机理
2.6 燃用甲醇裂解气对汽油机的影响
2.7 甲醇裂解气的燃料供应方案
2.8 汽油机燃用甲醇裂解气的方案
2.9 本章小结
3 基于GT-POWER的发动机建模及计算原理
3.1 GT-POWER简介
3.2 进排气系统建模及计算原理
3.3 进排气系统中部件的定义
3.4 气缸及曲轴箱的定义
3.5 本章小结
4 发动机GT-POWER模型建立及验证
4.1 发动机模型的建立
4.2 原机外特性曲线
4.3 原机模型的验证
4.4 本章小结
5 基于GT-POWER的发动机模拟及性能优化
5.1 燃用甲醇的外特性仿真
5.2 燃用甲醇裂解气的外特性仿真
5.3 燃用汽油和甲醇裂解气混合燃料的外特性仿真
5.4 燃用甲醇和甲醇裂解气混合燃料的外特性仿真
5.5 燃用甲醇和甲醇裂解气混合燃料的外特性仿真
5.6 燃用甲醇、汽油和甲醇裂解气混合燃料的外特性仿真
5.7 部分负荷下甲醇和甲醇裂解气的计算对比
5.8 本章小结
6 总结与展望
6.1 论文的主要工作和结论
6.2 工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]纯甲醇发动机冷起动系统开发[J]. 吴亚兰,王进,刘萌,李庆伟. 车用发动机. 2014(05)
[2]甲醇/柴油双燃料发动机燃烧过程分析[J]. 王忠,李仁春,张登攀,李铭迪. 农业工程学报. 2013(08)
[3]不同喷射方法柴油机进气甲醇预混过程的模拟[J]. 张登攀,袁银男,杜家益,徐毅,季律人. 内燃机学报. 2012(04)
[4]低比例甲醇汽油发动机冷起动非常规排放和燃烧特性研究[J]. 张凡,王真,帅石金,王建昕. 内燃机工程. 2011(01)
[5]余热裂解甲醇气-柴油双燃料发动机的供气系统设计[J]. 杨成,郑道昌,王炳辉,赵强,谢志刚. 船舶工程. 2010(03)
[6]余热裂解甲醇制H2和CO反应系统的设计及特性研究[J]. 杨成,王炳辉,郑道昌,励金祥,赵强. 石油化工. 2010(03)
[7]低比例甲醇汽油发动机排放建模与预测[J]. 张霞,张凡,帅石金,王志,王建昕. 车用发动机. 2009(05)
[8]甲醇裂解气对点燃式发动机性能影响研究[J]. 姚春德,徐元利,杨建军,张勇,李旭聪. 工程热物理学报. 2009(02)
[9]应用柴油/甲醇组合燃烧降低增压中冷发动机排放[J]. 姚春德,徐元利,杨建军,陈绪平,张志辉,黄钰. 内燃机学报. 2008(06)
[10]氢气在内燃机上的应用及特点[J]. 王存磊,朱磊,袁银南,张育华. 拖拉机与农用运输车. 2007(03)
博士论文
[1]柴油机进气预混甲醇的台架试验和醇气混合过程数值模拟[D]. 张登攀.江苏大学 2011
[2]甲醇汽油混合燃料发动机燃烧与排放特性研究[D]. 张凡.清华大学 2010
[3]甲醇裂解气对点燃式电控发动机性能影响研究[D]. 徐元利.天津大学 2009
硕士论文
[1]纯甲醇裂解气发动机试验研究[D]. 王进.山东大学 2013
[2]缸内直喷点燃式甲醇发动机排放特性研究[D]. 崔峰云.吉林大学 2011
[3]甲醇裂解气成分检测及其对点火式发动机性能影响实验研究[D]. 李旭聪.天津大学 2009
本文编号：3213498
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 代用燃料的选择
1.3 甲醇作为代用燃料研究现状
1.4 课题的研究意义和主要内容
2 甲醇和甲醇裂解气对汽油机的影响及燃用方案
2.1 甲醇和甲醇裂解气主要成分物理化学性质
2.2 燃烧甲醇对汽油机的影响
2.3 甲醇的燃料供应方案
2.4 汽油机燃用甲醇的方案
2.5 甲醇裂解气的机理
2.6 燃用甲醇裂解气对汽油机的影响
2.7 甲醇裂解气的燃料供应方案
2.8 汽油机燃用甲醇裂解气的方案
2.9 本章小结
3 基于GT-POWER的发动机建模及计算原理
3.1 GT-POWER简介
3.2 进排气系统建模及计算原理
3.3 进排气系统中部件的定义
3.4 气缸及曲轴箱的定义
3.5 本章小结
4 发动机GT-POWER模型建立及验证
4.1 发动机模型的建立
4.2 原机外特性曲线
4.3 原机模型的验证
4.4 本章小结
5 基于GT-POWER的发动机模拟及性能优化
5.1 燃用甲醇的外特性仿真
5.2 燃用甲醇裂解气的外特性仿真
5.3 燃用汽油和甲醇裂解气混合燃料的外特性仿真
5.4 燃用甲醇和甲醇裂解气混合燃料的外特性仿真
5.5 燃用甲醇和甲醇裂解气混合燃料的外特性仿真
5.6 燃用甲醇、汽油和甲醇裂解气混合燃料的外特性仿真
5.7 部分负荷下甲醇和甲醇裂解气的计算对比
5.8 本章小结
6 总结与展望
6.1 论文的主要工作和结论
6.2 工作展望
致谢
参考文献
附录1 攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]纯甲醇发动机冷起动系统开发[J]. 吴亚兰,王进,刘萌,李庆伟. 车用发动机. 2014(05)
[2]甲醇/柴油双燃料发动机燃烧过程分析[J]. 王忠,李仁春,张登攀,李铭迪. 农业工程学报. 2013(08)
[3]不同喷射方法柴油机进气甲醇预混过程的模拟[J]. 张登攀,袁银男,杜家益,徐毅,季律人. 内燃机学报. 2012(04)
[4]低比例甲醇汽油发动机冷起动非常规排放和燃烧特性研究[J]. 张凡,王真,帅石金,王建昕. 内燃机工程. 2011(01)
[5]余热裂解甲醇气-柴油双燃料发动机的供气系统设计[J]. 杨成,郑道昌,王炳辉,赵强,谢志刚. 船舶工程. 2010(03)
[6]余热裂解甲醇制H2和CO反应系统的设计及特性研究[J]. 杨成,王炳辉,郑道昌,励金祥,赵强. 石油化工. 2010(03)
[7]低比例甲醇汽油发动机排放建模与预测[J]. 张霞,张凡,帅石金,王志,王建昕. 车用发动机. 2009(05)
[8]甲醇裂解气对点燃式发动机性能影响研究[J]. 姚春德,徐元利,杨建军,张勇,李旭聪. 工程热物理学报. 2009(02)
[9]应用柴油/甲醇组合燃烧降低增压中冷发动机排放[J]. 姚春德,徐元利,杨建军,陈绪平,张志辉,黄钰. 内燃机学报. 2008(06)
[10]氢气在内燃机上的应用及特点[J]. 王存磊,朱磊,袁银南,张育华. 拖拉机与农用运输车. 2007(03)
博士论文
[1]柴油机进气预混甲醇的台架试验和醇气混合过程数值模拟[D]. 张登攀.江苏大学 2011
[2]甲醇汽油混合燃料发动机燃烧与排放特性研究[D]. 张凡.清华大学 2010
[3]甲醇裂解气对点燃式电控发动机性能影响研究[D]. 徐元利.天津大学 2009
硕士论文
[1]纯甲醇裂解气发动机试验研究[D]. 王进.山东大学 2013
[2]缸内直喷点燃式甲醇发动机排放特性研究[D]. 崔峰云.吉林大学 2011
[3]甲醇裂解气成分检测及其对点火式发动机性能影响实验研究[D]. 李旭聪.天津大学 2009
本文编号：3213498
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