电控汽油机燃用M100甲醇的试验研究

发布时间：2017-08-06 19:06

  本文关键词：电控汽油机燃用M100甲醇的试验研究

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【摘要】：甲醇既是一种化工产品,又可作为燃料,是一种具有广阔应用前景的发动机含氧替代燃料。甲醇的十六烷值较低,一般采用火花点火的方式在发动机上应用。根据甲醇与汽油理化性质的特点,将电控汽油机改装为M100甲醇发动机。采用试验研究的方法,探讨了发动机结构参数、运行参数对M100甲醇发动机动力性、经济性及排放性能的影响。同时,针对M100甲醇发动机低温起动困难,开展了烃类添加剂对发动机低温起动性能影响的试验研究。根据甲醇燃料的特点,对汽油机的燃料供给系统进行了改装,对传感器、控制单元、执行器等进行了选型和改造,建立了甲醇发动机标定的控制、通讯和台架测试系统。采用试验的方法,制取了充气效率、点火正时、配气正时等控制参数的脉谱图。采用试验的方法,测量了汽油机和M100甲醇发动机的外特性和负荷特性,对燃用不同燃料发动机的动力、经济性能进行了对比分析。结果表明,发动机按外特性运行,转速低于2500r/min,甲醇发动机外特性转矩略低于汽油机,转速高于2500r/min,甲醇发动机的外特性转矩高于汽油机;2000r/min负荷特性表明,甲醇发动机当量燃料消耗率低于汽油机。依据车用发动机常用的城市道路行驶工况,选择发动机转速2500r/min、60%负荷工况点,采用试验的方法,测量了甲醇发动机转矩、燃料消耗量、排放物浓度随过量空气系数和点火正时的变化规律,以及提高压缩比后甲醇发动机的外特性和负荷特性,探讨了结构参数、运行参数对甲醇发动机动力、经济性能及排放的影响。结果表明,过量空气从0.75增大到1.3,甲醇发动机转矩先增大后减小,当量燃料消耗率先降低后增加,NO排放呈单峰状曲线,HC、CO排放呈下降趋势;点火提前角从15.4°CA增大到34.5°CA,甲醇发动机转矩增大,当量燃料消耗率降低,NO排放增加约80%,点火提前角对HC、CO排放影响较小;压缩比从10.0提高到11.5,甲醇发动机按外特性运行,发动机转矩最高增大约6.4%;2000r/min负荷特性表明,压缩比为11.5时,发动机当量燃料消耗率降低约2%,有效热效率提高约1%。针对M100甲醇发动机低温起动困难的问题,提出向甲醇中添加异戊烷、石油醚、汽油和改变首循环燃料喷射量的措施,测量了环境温度分别为-20℃、-10℃、0℃时,使用不同添加剂对发动机低温起动性能的影响。结果表明,不同环境温度下,分别向甲醇添加异戊烷、石油醚、汽油可以使发动机在4s内起动;添加石油醚,甲醇发动机在三种温度下的起动时间均最短。
【关键词】：甲醇 标定 性能 冷起动
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK417
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 选题背景及意义11-12
• 1.2 车用甲醇燃料12-15
• 1.2.1 甲醇燃料理化特性与特点12-14
• 1.2.2 甲醇燃料应用存在的问题14-15
• 1.3 甲醇在汽车上的应用及研究15-19
• 1.3.1 甲醇燃料在汽车上的应用15-16
• 1.3.2 甲醇燃料发动机研究现状16-19
• 1.4 本文主要研究工作19-20
• 第二章 甲醇发动机的改装及电控系统标定20-37
• 2.1 燃料供给系统的改装20-22
• 2.2 甲醇发动机电控系统22-27
• 2.2.1 电控系统的传感器22-26
• 2.2.2 电控系统的控制单元26-27
• 2.3 甲醇发动机标定系统27-30
• 2.3.1 标定系统功能及标定软件27-29
• 2.3.3 台架测试系统29-30
• 2.4 基本脉谱图的标定30-35
• 2.4.1 充气效率31-32
• 2.4.2 基本喷醇量32-33
• 2.4.3 基本点火提前角33-34
• 2.4.4 可变进气正时34-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第三章 甲醇发动机性能试验研究37-50
• 3.1 发动机性能的影响因素及评价指标37-38
• 3.1.1 影响发动机性能的因素37-38
• 3.1.2 燃料经济性评价指标38
• 3.2 试验方案38-39
• 3.3 与原汽油机性能对比39-41
• 3.3.1 动力性能对比39-40
• 3.3.2 经济性能对比40-41
• 3.4 运转参数对发动机性能的影响41-47
• 3.4.1 过量空气系数41-43
• 3.4.2 点火提前角43-47
• 3.5 压缩比对发动机性能的影响47-49
• 3.5.1 提高压缩比的方案47-48
• 3.5.2 动力性及经济性分析48-49
• 3.6 本章小结49-50
• 第四章 甲醇发动机低温起动试验研究50-59
• 4.1 影响低温起动的因素50-53
• 4.1.1 环境温度51
• 4.1.2 点火时刻及点火能量51-52
• 4.1.3 燃料的蒸发性能52-53
• 4.2 改进措施及试验方案53-55
• 4.2.1 低温起动改善措施53-54
• 4.2.2 试验设备及方案54-55
• 4.3 试验结果及分析55-58
• 4.3.1 起动时间55-56
• 4.3.2 瞬时转速56-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第五章 全文总结与工作展望59-61
• 5.1 全文总结59-60
• 5.2 工作展望60-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 攻读硕士学位期间发表论文66

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本文编号：631047