EGR回路喷甲醇在柴油机上的应用研究

发布时间：2017-08-17 02:21

  本文关键词：EGR回路喷甲醇在柴油机上的应用研究

  更多相关文章： EGR 柴油机 甲醇 NOx 碳烟

【摘要】：随着环保问题的重要性日益增加,能源危机的不断凸显,排放法规的日益严格,节能减排是世界各国需要迫切解决的问题。EGR能有效降低NOx的排放;甲醇是一种清洁、高效的燃料,而且来源广泛、价格相对柴油低廉,柴油机燃用含甲醇燃料可以大大降低碳烟的排放。因此利用EGR技术以及柴油甲醇混燃成为近年来研究的热点课题。本论文在YC6A220C柴油机上进行台架实验,选用外部循环EGR。甲醇通过可调甲醇泵喷入到EGR回路中,由于甲醇的沸点为64.7℃,而柴油机正常工作时尾气余热温度远高于甲醇的沸点,利用高温尾气余热足以将甲醇汽化,随着尾气一同进入柴油机气缸中。甲醇的喷入量可以用甲醇泵调节,这样就避免了柴油-甲醇乳化液的性质不稳定,久置易分层,且不利于储存等问题。本试验分别从以下三种组合方式入手:(1)同EGR率、同醇耗率;(2)不同EGR率、同醇耗率;(3)同EGR率、不同醇耗率,通过这三种不同的组合方式在柴油机上进行实验研究。试验结果表明:喷入甲醇量合适不仅可以改善燃烧状况,同时还能够在一定程度上降低NOx和碳烟的排放。由于甲醇的热值比较低,导致柴油机的动力性略有下降,放热率的峰值也有所减小,缸压和放热率的峰值所对应的曲轴转角有后移的趋势。在中、高负荷时还会使燃油消耗率增加2.2%~5.6%。随着醇耗率的增大,负荷特性烟度逐渐降低,NOx在小的醇耗率时有所下降,大的醇耗率时有所升高;HC排放在所有负荷都增加,小负荷增幅更大;喷入的甲醇量越多,出的扭矩降幅越大。因此,要想保证柴油机在喷入甲醇后的动力性和原机的动力性大致相同,必须增加每循环供油量。EGR和进气道喷甲醇的搭配具有一定的互补性,在试验过程中精心调配甲醇喷入量与EGR率,不仅可以维持发动机动力性和经济性基本不变,而且还能改善发动机的燃烧状况,拓宽发动机的工作范围,降低NOx和碳烟的排放。
【关键词】：EGR 柴油机 甲醇 NOx 碳烟
【学位授予单位】：宁波大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK427
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-21
• 1.1 论文研究的背景及意义10-12
• 1.2 船舶柴油机的排放控制技术12-18
• 1.2.1 机内净化12-13
• 1.2.2 机外净化13-15
• 1.2.3 采用代用燃料15-18
• 1.3 甲醇燃料的介绍18-19
• 1.3.1 甲醇物理及化学特性简介18
• 1.3.2 甲醇燃料在国外的应用现状18-19
• 1.3.3 甲醇燃料在国内的应用现状19
• 1.4 本课题的研究意义及主要研究内容19-21
• 2 进气道喷甲醇结合EGR台架试验的设计及数据的处理21-34
• 2.1 试验条件21-23
• 2.1.1 试验装置21-22
• 2.1.2 实验燃料22-23
• 2.2 试验方案的设计23-31
• 2.2.1 EGR系统废气流动路线的选择23-24
• 2.2.2 EGR率计算公式的选择24-26
• 2.2.3 EGR冷却器的设计26
• 2.2.4 冷却器结构参数的确定26-30
• 2.2.5 试验台架的布置30-31
• 2.3 甲醇喷入量的确定和最佳EGR率的确定31-32
• 2.4 试验数据的处理32-34
• 2.5 本章小结34
• 3 同EGR率、同醇耗率时的性能分析34-43
• 3.1 柴油机NOx和微粒的生成机理和影响因素34-36
• 3.1.1 柴油机NOx的生成机理和影响因素34-35
• 3.1.2 柴油机微粒的生成机理和影响因素35-36
• 3.2 同EGR率、同醇耗率对柴油机排放性的影响36-39
• 3.2.1 对NOx排放的影响36-38
• 3.2.2 对碳烟排放的影响38-39
• 3.3 同EGR率、同醇耗率对柴油机燃烧性的影响39-42
• 3.3.1 对缸内压力的影响39-40
• 3.3.2 对放热率的影响40-42
• 3.4 EGR回路喷甲醇对柴油机动力性和经济性的影响42-43
• 3.5 本章小结43
• 4 不同EGR率、同醇耗率时的性能分析43-55
• 4.1 EGR回路喷甲醇对柴油机排放性的影响44-46
• 4.1.1 不同EGR率、同醇耗率时对NOx排放的影响44-45
• 4.1.2 不同EGR率、同醇耗率时对碳烟排放的影响45-46
• 4.2 不同EGR率、同醇耗率对柴油机燃烧性的影响46-48
• 4.2.1 对缸内压力的影响46-47
• 4.2.2 对放热率的影响47-48
• 4.3 不同EGR率、同醇耗率时对柴油机动力性和经济性的影响48-50
• 4.4 最佳EGR率的选择50-53
• 4.5 本章小结53-55
• 5 同EGR率、不同醇耗率时的性能分析55-63
• 5.1 EGR回路喷甲醇对柴油机排放性的影响55-59
• 5.1.1 同EGR率、不同醇耗率时对NOx排放的影响55-56
• 5.1.2 同EGR率、不同醇耗率时对碳烟排放的影响56-57
• 5.1.3 同EGR率、不同醇耗率时对HC和CO排放的影响57-59
• 5.2 同EGR率、不同醇耗率对柴油机燃烧性的影响59-61
• 5.2.1 对缸内压力的影响59-60
• 5.2.2 对放热率的影响60
• 5.2.3 同EGR率、不同醇耗率时对柴油机动力性的影响60-61
• 5.3 本章小结61-63
• 6 全文总结及展望63-65
• 6.1 全文总结63-64
• 6.2 展望64-65
• 参考文献65-69
• 附录A 实验装置实物图69-71
• 在学研究成果71-72
• 致谢72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李国岫;柴油—天然气发动机电控气体燃料喷射技术的研究[J];车用发动机;2000年02期

2 陈文淼,陈虎,王建昕,帅石金;柴油机PM排放测试分析方法探讨[J];车用发动机;2005年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 朱磊;生物柴油发动机燃烧控制与排放特性试验研究[D];上海交通大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 肖坤胜;废气再循环系统在增压中冷柴油机上的应用研究[D];广西大学;2005年

，

本文编号：686692