丁醇—汽油—柴油混合燃料的低温燃烧试验研究

发布时间：2017-09-01 03:22

  本文关键词：丁醇—汽油—柴油混合燃料的低温燃烧试验研究

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【摘要】：传统柴油机低温燃烧模式下采取较高的废气再循环比例以降低缸内燃烧温度,解决了柴油机燃烧模式中NOx和碳烟的trade-off关系,即实现NOx和碳烟的同时降低,但同时存在CO和HC排放增加以及燃烧不稳定,燃油经济性恶化等问题。掺混正丁醇的柴油混合燃料具有较低的十六烷值,其较长的滞燃期增强了燃料和空气的混合,同时由于燃料含氧,从而低温燃烧的碳烟排放得到极大改善,但燃油经济性并不理想；燃烧混有较高热值和挥发性汽油成分的柴油混合燃料能保证较高的热效率并保持较低的排放特性。因此,本文结合上述两种燃料的特性,综合运用EGR和喷射策略等技术,在高压共轨柴油机上实现低温燃烧。采用台架试验研究了混合燃料特性对柴油机的燃烧和排放的影响。本文进行了燃烧控制参数对纯柴油低温燃烧、性能和排放影响的试验研究。结果表明,降低进气氧浓度,缸内最大压力峰值有所下降,燃烧推迟,滞燃期延长,大幅降低NOx排放,碳烟排放量先升高后减缓；喷油正时的提前,能有效降低CO排放和提高热效率。预喷射的引入,缩短了主喷阶段的着火延迟期,放热相位提前,高温燃烧放热率峰值下降,有效抑制燃烧噪声和NOx排放,碳烟和CO排放却有所上升。为进一步改善NOx和碳烟排放,并保证热效率相当,采用基于丁醇和汽油的柴油混合燃料进行低温燃烧试验,对比结果表明,混合燃料在中等EGR率水平下就可以达到NOx和碳烟排放同时降低。采用多次喷射与EGR结合,可以解决单次喷射时刻的推迟导致混合燃料燃烧不稳定,燃油经济性仍随燃料低热值的减小而下降。选用合适的预喷油量和预喷间隔能改善混合燃料的碳烟和NOx排放,但CO排放升高。对比丁醇／柴油和汽油／柴油混合燃料的试验结果,丁醇／汽油／柴油燃料的燃烧则能折衷排放与燃油经济性之间的矛盾,实现新的高效低排放的低温燃烧模式。
【关键词】：丁醇 汽油 混合燃料 低温燃烧 预喷射 燃烧 排放特性
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK421.2
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-22
• 1.1 引言11-15
• 1.2 柴油机的机内净化燃烧模式15-16
• 1.3 低温燃烧技术的实现路径16-20
• 1.3.1 废气再循环(EGR)技术16-17
• 1.3.2 代用燃料的优化17-20
• 1.4 汽油-柴油和正丁醇-柴油混合燃料低温燃烧和排放的国内外研究现状20-21
• 1.5 本文研究的主要目的与工作内容21-22
• 第二章 柴油机低温燃烧系统和测试方法22-29
• 2.1 试验台架及其主要设备22-27
• 2.1.1 试验样机及主要设备仪器23-25
• 2.1.2 气缸缸内压力及其性能参数采集25-26
• 2.1.3 外部废气中冷再循环的改装26-27
• 2.2 测试燃料27
• 2.3 燃烧分析参数和试验方法选取及定义27-28
• 2.3.1 燃烧分析参数定义28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 燃烧控制参数对混合燃料低温燃烧的影响29-52
• 3.1 进气氧浓度和喷油正时对纯柴油低温燃烧过程和排放特性的影响29-33
• 3.2 进气氧浓度对混合燃料低温燃烧过程和排放特性的影响33-40
• 3.2.1 进气氧浓度对混合燃料燃烧特性的影响34-38
• 3.2.2 进气氧浓度对混合燃料排放特性的影响38-40
• 3.3 喷油正时对混合燃料低温燃烧过程和排放特性的影响40-46
• 3.3.1 喷油正时对混合燃料燃烧特性的影响40-45
• 3.3.2 喷油正时对混合燃料排放特性的影响45-46
• 3.4 喷油压力对混合燃料低温燃烧过程和排放特性的影响46-51
• 3.5 本章小结51-52
• 第四章 预喷射改善混合燃料低温燃烧的试验研究52-66
• 4.1 预喷参数对纯柴油低温燃烧过程和排放特性的影响52-56
• 4.2 预喷间隔对混合燃料低温燃烧过程和排放特性的影响56-61
• 4.3 预喷油量对混合燃料低温燃烧过程和排放特性的影响61-65
• 4.4 本章小结65-66
• 第五章 全文总结与工作展望66-68
• 5.1 全文总结66-67
• 5.2 工作展望67-68
• 参考文献68-73
• 致谢73-74
• 攻读学位期间发表论文及参与科研项目情况74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 韩东;吕兴才;黄震;;柴油机低温燃烧的研究进展[J];车用发动机;2008年02期

2 洪建海;缪雪龙;郑金保;张贵阳;徐秀华;王先勇;居钰生;;早喷和晚喷对柴油机低温预混合燃烧的影响[J];现代车用动力;2013年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 赵玉垒;稀混合气浓度对正丁醇燃烧过程的影响[D];青岛大学;2011年

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本文编号：769638