缸内直喷汽油机燃用含醇甲苯参比燃料的试验研究

发布时间：2020-11-05 20:09

　　由于新能源汽车的猛烈冲击,以及能源问题和环境问题的逐渐加剧,传统内燃机面临巨大挑战。然而,寻找和利用可再生能源是实现内燃机高效清洁燃烧的一条有现实意义的途径。在可再生能源中,醇类燃料因其广泛的原材料分布和优良的理化特性得到人们的广泛关注。因而本文基于一台改造后的缸内直喷汽油机台架进行研究,采用汽油模型燃料TRF掺混醇类燃料调制试验燃料,探究醇类/TRF混合燃料以及双燃料模式在缸内直喷汽油机上的燃烧和排放特性。本文首先研究了正丙醇/TRF混合燃料中正丙醇掺混体积分数对发动机燃烧,排放以及热效率等特性的影响。研究表明正丙醇掺混比为0.3时具有较早的着火时刻和较短的火焰发展期及快速燃烧期。随着正丙醇掺混比的增大指示热效率升高,且CO和THC比排放,烷烃类,乙炔和芳香烃排放降低,颗粒物几何平均直径以及积聚态颗粒物比例也降低。但是正丙醇掺混比过高时由于较高的汽化潜热会导致烯烃类,醛类,颗粒物数目排放有所升高。由于不同碳链长度的醇类的含氧量,汽化潜热,粘度,低热值等理化性质有所差别,因此本文接下来比较分析了四种直链醇类(C2~C5)与TRF的混合燃料在掺混比与含氧量分别相同时的燃烧与排放特性。醇类掺混比相同时,正丁醇/TRF混合燃料具有最高的指示热效率,并且随着醇碳链长度的增大,CO和THC比排放以及大多数非常规气体排放呈现出先降低后增大的趋势,正丁醇/TRF混合燃料具有最低的排放。混合燃料的含氧量相同时,正丙醇/TRF混合燃料具有最高的指示热效率。乙醇/TRF和正丙醇/TRF的CO比排放较低,NOx比排放较高,并且乙醇/TRF具有最高的THC比排放。随着醇碳链长度的增大,烯烃类物质,乙醛和丙烯醛排放先降低后升高,颗粒物总数和几何平均直径均显著降低。综合分析得出正丙醇和正丁醇更适合作为汽油机的替代燃料。为了探索醇类/TRF双燃料模式在汽油机上应用的潜力,本文最后研究了进气道喷射乙醇,缸内直喷TRF的双燃料喷射策略的燃烧和排放特性。由于乙醇较高的汽化潜热导致进气道喷射乙醇之后指示热效率降低,并且随着喷射比例的增大而逐渐降低,但是通过提前点火时刻能够提高热效率。随着乙醇喷射比例的增大,CO排放先增大后降低,而NOx,THC以及大多数非常规气体排放均逐渐降低。此外,随着直喷燃料辛烷值的增大,指示热效率先降低后升高,常规气体排放以及主要非常规气体排放先增大后降低。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U473
【部分图文】：

布局图,试验台架,布局图

图 2-1 试验台架布局图Fig.2-1 Schematic of experimental setup图 2-1 显示了本次试验所用发动机台架的示意图。为了试验的需要，经发动机拥有一套独立的进气道喷射系统，并能够对其喷射进行控制。试包括 DISI 汽油机，电涡流测功机，测控柜，进排气系统，燃油供给系分析仪，进气道喷射系统，MultiGas 气体分析仪，DMS 500 快速颗粒。.2 试验设备参数本试验所用的发动机为一台四缸电控涡轮增压缸内直喷汽油机，表 2发动机的具体参数信息。为了实现双燃料喷射功能，通过改造在节气门喷油器使其能够实现进气道喷射，并通过独立的控制单元对其喷射量进试验中发动机的控制系统采用 INCA 控制系统。试验中缸压传感器(K5BCD25Q03)测量的信号经过电荷放大器(Kistler model 5015A)转换为放
【参考文献】

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