甲醇汽油使用性能与技术研究
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【摘要】:能源枯竭和环境污染是世界面临的严重问题。随着世界汽车保有量的迅速增长,在世界范围内石油系燃料的供需矛盾日益突出,汽车发动机消耗石油总量巨大,废气排放也成为当今大气污染的主要来源之一。从资源、环境、经济、实用、方便等方面考虑,研究开发清洁代用燃料以及合理地利用资源已成为日益突出的现实性课题。甲醇燃料来源丰富,能够降低汽车的运营成本,大量节省石油资源,研究开发甲醇作为汽车代用燃料具有现实意义。随着关键技术的突破,甲醇汽油燃料将会成为一种理想的汽车代用燃料,并得到广泛应用。 本文主要通过电喷发动机台架试验,对发动机燃用M25和M50甲醇汽油与燃用RON93号汽油进行了动力性和经济性的对比;对M25、M50与RON93号汽油进行了怠速、高怠速和负荷特性的排放性能对比;对发动机燃用高比例甲醇汽油存在的问题进行了试验研究,提出了解决方案,并对解决方案进行了试验验证。 试验结果表明,在发动机不作改动的情况下,燃用M25和M50甲醇汽油与RON93号汽油相比,,动力性、经济性得到提高,并且M25的动力性能最好,M50的经济性能最好,发动机燃用M50的综合效益较高。排放对比试验结果显示,燃用M25和M50甲醇汽油的CO、HC排放量都低于RON93号汽油,M25的排放量又低于M50;由于排气温度的差异,燃用M25和M50的NO_x生成量低于RON93号汽油,但是经过催化转化后,排放量略高于RON93号汽油,这主要是因为甲醇汽油的燃烧和排放温度较低,抑止了NO_x的生成,但降低了传统催化转化器对NO_x的净化率。M25与M50相比,M25的NO_x生成量较高,经过催化转化后的排放量较低,这主要是因为M25的燃烧和排气温度高于M50。发动机燃用高比例甲醇汽油存在的主要问题是由于燃料热值低和混合气过稀,导致运转不稳而熄火。本文提出了通过放大喷油脉宽以增加喷油量的方案,并进行了试验研究,问题得到解决。 本文对甲醇汽油在电喷发动机上的应用进行了较为全面的分析研究,为在电喷车上应用甲醇汽油,充分发挥甲醇汽油的优点,奠定了基础;对指导甲醇燃料的推广,合理有效地利用能源资源,缓解石油资源和改善大气环境,具有一定的现实意义。
【关键词】:汽车 甲醇汽油 发动机性能 喷油控制
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:U473.11
【目录】:
- 第1章 绪论10-20
- 1.1 研究背景10-11
- 1.2 内燃机代用燃料的应用和发展11-13
- 1.2.1 内燃机代用燃料的选取条件11
- 1.2.2 代用燃料的种类、特点及应用前景11-13
- 1.3 甲醇作为汽车代用燃料的主要研究内容13-15
- 1.4 国内外甲醇汽油研究与开发现状15-19
- 1.4.1 国外研发概况15-17
- 1.4.2 国内研发概况17-19
- 1.5 本文主要研究内容19-20
- 第2章 甲醇汽油燃料的理化性质20-28
- 2.1 甲醇、汽油及甲醇汽油的理化性质对比20-22
- 2.2 甲醇汽油使用中的主要问题及解决方法22-25
- 2.2.1 甲醇汽油的相溶性22-24
- 2.2.2 甲醇汽油对非金属的溶胀性24
- 2.2.3 甲醇汽油的汽化潜热24
- 2.2.4 甲醇汽油的毒性24-25
- 2.3 甲醇汽油的热值25-28
- 2.3.1 质量低热值25-26
- 2.3.2 理论混合气热值26-28
- 第3章 发动机试验内容、仪器设备及数据处理方法28-35
- 3.1 试验内容28
- 3.2 试验用燃料的选取28-29
- 3.3 试验仪器设备介绍29-30
- 3.4 数据处理方法30-35
- 3.4.1 油门校正系数30-32
- 3.4.2 扭矩和功率校正32
- 3.4.3 能耗率32-33
- 3.4.4 燃油消耗量积分均值33-35
- 第4章 甲醇汽油发动机动力性和经济性试验及分析35-47
- 4.1 动力性试验及分析35-41
- 4.1.1 M25甲醇汽油部分速度特性对比试验结果35-37
- 4.1.2 M50甲醇汽油部分速度特性对比试验结果37-38
- 4.1.3 部分速度特性试验结果分析38-39
- 4.1.4 动力性影响因素分析39-41
- 4.2 经济性试验及分析41-47
- 4.2.1 M25甲醇汽油负荷特性对比试验结果41-43
- 4.2.2 M50甲醇汽油负荷特性对比试验结果43-44
- 4.2.3 负荷特性试验结果分析44
- 4.2.4 燃油消耗量积分均值对比分析44-47
- 第5章 甲醇汽油发动机排放性能试验及分析47-57
- 5.1 甲醇汽油发动机的尾气排放47-48
- 5.2 怠速、高怠速排放性能试验及分析48-52
- 5.2.1 CO排放分析48-49
- 5.2.2 HC排放分析49-51
- 5.2.3 NO_x排放分析51-52
- 5.3 负荷特性排放性能试验及分析52-55
- 5.4 发动机燃用甲醇汽油时的非常规排放物55-56
- 5.4.1 醛类的生成机理55
- 5.4.2 甲醇、甲醛的排放55-56
- 5.5 排放治理措施56-57
- 第6章 发动机燃用高比例甲醇汽油时的调整试验与分析57-72
- 6.1 发动机燃用M85甲醇汽油存在的主要问题与分析57-60
- 6.1.1 燃料特性分析57
- 6.1.2 喷油特性分析57-59
- 6.1.3 影响喷油脉宽的因素59-60
- 6.2 喷油脉宽调整方案选取60-61
- 6.2.1 喷油脉宽调整方案60
- 6.2.2 方案评价与选取60-61
- 6.3 喷油脉宽放大系数61-64
- 6.3.1 按进气量计算61
- 6.3.2 按燃料理论混合气热值计算61-62
- 6.3.3 试验选取喷油脉宽放大系数62-64
- 6.4 喷油脉宽调整效果试验及分析64-70
- 6.4.1 喷油脉宽调整结果65-66
- 6.4.2 高怠速排放性能试验结果及分析66
- 6.4.3 部分速度特性试验结果及分析66-68
- 6.4.4 负荷特性试验结果及分析68-70
- 6.5 本章小结70-72
- 第7章 工作总结与展望72-75
- 7.1 工作总结72-74
- 7.2 不足与展望74-75
- 参考文献75-79
- 致谢79-80
- 附录:攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与的科研项目80
【引证文献】
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本文编号:265847
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