醇燃料分子结构对RCCI燃烧性能与排放特性的影响研究

发布时间：2024-04-14 17:35

　　为了应对能源危机与环境污染,科学界从生物替代燃料和新型燃烧方式两方面着手构建可行解决方案。在替代燃料上,醇燃料如乙醇和丁醇等可通过生物质制取,目前已具备了较高的生产技术和可观的产量。研究表明,醇燃料能在保证动力性的同时降低排放。还发现醇类的分子结构包括羟基位置、碳链结构和碳链长度对燃烧火焰以及发动机都存在较大影响。在新型燃烧方式上,活性控制压燃(Reactivity Controlled Compression Ignition,RCCI)模式已被证明是一种清洁、高效和可控的燃烧方式,且具有较强的燃料灵活性。通过结合RCCI模式与醇类燃料在未来具有极大的前景。因此,为了实现二者的结合应用,同时解决RCCI本身HC和CO排放较高的缺陷,本文进行了试验探究。通过恒定转速和循环能量分别为1500 r/min和2047 J,结合边界参数氧含比(oxygen ratio,Ro)和喷油定时(start of injection,SOI)研究了具有不同分子结构的乙醇、正丁醇、仲丁醇和异丁醇燃料对RCCI燃烧、性能和排放特性的影响。主要结论如下:(1)羟基位置和碳链结构几乎不对边界参数Ro引起的RCC...

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【部分图文】：

图1.4丁醇异构体的分子结构特征

醇燃料分子结构对RCCI燃烧性能与排放特性的影响研究10分异构体，即分子式相同但存在结构上的差异，如丙醇有正丙醇和异丙醇两个，丁醇则有正丁醇、仲丁醇、异丁醇和叔丁醇四个，戊醇甚至高达八个同分异构体。以丁醇为例，四种同分异构体的分子结构特征如图1.4所示，存在羟基位置（α碳和β碳）....

图1.5RCCI原理图

什煌?娜剂希?ü???琅缟涮峁┑突钚缘娜剂先绱祭嗳剂希???诟啄谛纬删??混合气，而通过缸内直喷提供高活性的燃料。在压缩冲程中，高活性燃料由于温度和压力达到着火条件，率先多点自燃进而再引燃周围的低活性燃料燃烧。由于缸内存在燃料活性、浓度以及全局温度的分层分布，使得燃烧过程可以通过....

图1.6甲醇/柴油二元燃烧技术原理图

西华大学硕士学位论文15过程很难改变边界参数（如EGR、进气温度和SOI等）之间的折衷关系。DMDF模式的优化过程会削弱关键参数之间的权衡关系，尤其是对于NOx和PM排放。同时，DMDF模式的NOx排放明显低于纯柴油模式，soot排放也保持在较低水平。但是，该模式下的燃料成本大大....

图2.1RCCI发动机试验平台示意图

西华大学硕士学位论文2试验设备与方法2.1试验设备2.1.1试验平台本文研究主要基于RCCI发动机试验平台，如图2.1所示，该平台主要包括动力与测控系统、双燃料供给系统、温度压力采集和燃烧分析系统、ECU喷射策略控制系统以及排放物采集系统等。

本文编号：3955039