利用PODE改善压燃式发动机燃烧排放性能的试验研究

发布时间：2017-09-14 13:16

  本文关键词：利用PODE改善压燃式发动机燃烧排放性能的试验研究

  更多相关文章： 聚甲氧基二甲醚(PODE) 压燃式发动机 混合燃料 颗粒物排放 粒径分布 SMPS

【摘要】：降低机动车颗粒物排放是目前发动机燃烧和排放研究的热点和难点。聚甲氧基二甲醚(PODE)由于具有十六烷值高,含氧量高,无碳-碳键,常温下为液态,润滑性能良好,容易和柴油互溶等特点,是一种具有良好潜力的降低压燃式发动机颗粒排放的替代燃料。本文在一台增压四冲程压燃式发动机D19TCI台架上研究了以纯柴油、纯PODE、柴油/PODE混合燃料发动机燃烧与排放性能;进一步在进气道中预混压缩天然气,通过增加预混燃烧比例,考察了燃烧方式对压燃式发动机燃烧与排放性能的影响。重点利用二级稀释通道以及SMPS研究了PODE对压燃式发动机颗粒排放数量浓度及粒径分布规律的影响。纯PODE燃料的压燃式发动机燃烧与排放性能研究表明:PODE发动机的颗粒排放质量降低明显,颗粒粒径小,粒径主要集中在10~30nm区间,基本不生成30nm以上的颗粒物;而原柴油机的颗粒粒径分布更广,最大浓度粒径集中在40~60nm;除低负荷工况外,PODE发动机的NOX排放高于原柴油机。研究了柴油/PODE混合燃料发动机的燃烧与排放性能。通过柴油与PODE以体积比9:1,8:2和7:3混合后的混合燃料压燃式发动机的燃烧与排放研究发现,掺混比在一定的区间内,混合燃料发动机燃烧性能介于柴油与PODE之间,但添加PODE能够大幅度降低发动机的颗粒排放,并且PODE的掺混比越高,颗粒排放降低的幅度越大。燃烧方式对发动机燃烧排放影响的研究:进气道预混天然气增加预混燃烧比例后,PODE及PODE/柴油混合燃料发动机的NOX排放降低,未燃HC排放增加,颗粒物排放明显减少,最大排放浓度处的粒径也减小;进气道预混天然气降低柴油/PODE混合燃料发动机颗粒物排放的能力受到天然气预混量及燃空当量比的限制。研究结果认为,PODE对改善压燃式发动机的颗粒排放具有明显的效果,是一种非常好的车用柴油添加剂。
【关键词】：聚甲氧基二甲醚(PODE) 压燃式发动机 混合燃料 颗粒物排放 粒径分布 SMPS
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK401
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-29
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 颗粒物的来源及危害11-13
• 1.2.1 颗粒物的来源11-12
• 1.2.2 颗粒物的危害12-13
• 1.3 机动车颗粒物排放的主要成分及生成机理13-21
• 1.3.1 机动车颗粒物排放的主要成分14
• 1.3.2 机动车颗粒物排放的生成机理14-19
• 1.3.3 机动车颗粒物排放的挥发性19-21
• 1.4 机动车超细颗粒排放的影响因素21-25
• 1.4.1 发动机工况的影响21-22
• 1.4.2 燃料的影响22-25
• 1.5 聚甲氧基二甲醚25-28
• 1.6 本文的研究内容及意义28-29
• 第二章 PODE发动机燃烧排放试验设备及方案29-39
• 2.1 试验设备29-35
• 2.1.1 试验用发动机29-30
• 2.1.2 发动机台架测试系统30-35
• 2.2 试验方案35-38
• 2.2.1 燃料准备36-37
• 2.2.2 试验可能遇到的问题以及预处理方案37-38
• 2.2.3 试验具体操作38
• 2.3 本章小结38-39
• 第三章 压燃式纯柴油及纯PODE发动机性能的比较研究39-51
• 3.1 燃烧性能比较研究39-44
• 3.2 经济性比较研究44-45
• 3.3 NO_X与HC排放的比较研究45-46
• 3.3.1 NO_X排放的比较研究45-46
• 3.3.2 HC排放的比较研究46
• 3.4 颗粒排放物的粒径分布比较研究46-49
• 3.5 本章小结49-51
• 第四章 柴油/PODE混合燃料的性能研究51-60
• 4.1 燃烧性能比较研究51-53
• 4.2 经济性比较研究53-54
• 4.3 NO_X与HC排放的比较研究54-56
• 4.3.1 NO_X排放的比较研究55
• 4.3.2 HC排放的比较研究55-56
• 4.4 颗粒排放物的粒径分布比较研究56-58
• 4.5 本章小结58-60
• 第五章 天然气对压燃式PODE发动机排放性能的影响60-68
• 5.1 天然气对纯PODE发动机排放性能的影响60-63
• 5.1.1 对NO_X和HC排放的影响61
• 5.1.2 对颗粒排放物粒径分布的影响61-63
• 5.2 天然气预混对柴油/PODE混合燃料发动机排放的影响63-66
• 5.2.1 对NO_X和HC排放的影响63-64
• 5.2.2 对颗粒排放物粒径分布的影响64-66
• 5.3 本章小结66-68
• 第六章 全文总结及展望68-71
• 6.1 全文总结68-70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-76
• 攻读学位期间发表的学术论文76-78

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本文编号：850227