E20W稳定性优化及其发动机动力性经济性分析

发布时间：2023-03-12 03:25

　　在石油资源日益严峻的背景下,乙醇因其独特的优势自上世纪七十年代起在国内外引起了广泛关注。乙醇汽油已被美国和巴西广泛地应用,目前我国乙醇汽油的使用量也已占汽油总消费量的10%。为探究是否可以扩大乙醇汽油中的乙醇比例以增加乙醇进一步使用,同时也想尝试通过以含水乙醇替代无水乙醇来节约含水乙醇脱水过程的巨大能耗,本文主要进行了三个试验——稳定性试验、台架试验和GT-POWER模拟仿真试验。稳定性试验是为了寻求E20W含水乙醇汽油(E表示乙醇汽油,数字表示体积,W表示含水,E20W意即含水乙醇占比20%,体积比,以下用V/V表示,简称E20W,其他比例乙醇汽油下同)最稳定的添加剂配方,用相分离温度衡量稳定性的因子。首先通过稳定性机理分析筛选出试验因子,再通过中心组合设计方法设计出试验表格,然后匹配模型、分析方差、分析因子间交互作用,继而优化出最优配方,按照最优配方配制出油品进行试验验证,确定最优配方的正确性。最终优化出来的配方为HLB值7.15,搅拌时间5.30,助溶剂比例0.32%(V/V),乳化剂比例0.61%(V/V),复配乳化剂由SPAN80+TWEEN80组成。此配方可将相分离温度由1...

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摘要
Abstract
1. 绪论
    1.1 燃料乙醇发展背景
        1.1.1 国内石油
        1.1.2 国际石油
    1.2 燃料乙醇及乙醇汽油应用现状
        1.2.1 燃料乙醇的来源
        1.2.2 燃料乙醇国内外应用现状
        1.2.3 燃料乙醇及乙醇汽油相对于汽油的优势及劣势
    1.3 含水乙醇汽油相对无水乙醇汽油的优劣
        1.3.1 含水乙醇汽油的优势
        1.3.2 含水乙醇汽油的劣势
    1.4 含水乙醇汽油研究进展
        1.4.1 含水乙醇汽油稳定性研究进展
        1.4.2 含水乙醇汽油发动机上试验研究进展
    1.5 论文意义及主要研究内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究目标
        1.5.3 主要研究内容及技术路线
2. 含水乙醇汽油稳定性试验研究
    2.1 含水乙醇汽油稳定性机理分析
        2.1.1 混合燃料稳定机理
        2.1.2 影响因子的选定
        2.1.3 响应变量的选择
    2.2 E20W稳定性试验
        2.2.1 设计方法
        2.2.2 试验试剂与设备
        2.2.3 试验设计
        2.2.4 模型匹配
        2.2.5 方差分析
        2.2.6 双因素交互作用分析
        2.2.7 配方优化及验证
    2.3 验证优化和小结
3. E20W的动力性和经济性试验
    3.1 乙醇汽油减排的研究状况
    3.2 发动机试验系统和试验方法
        3.2.1 试验装置和测试设备
        3.2.2 试验燃料
    3.3 经济性分析
        3.3.1 燃油消耗率当量
        3.3.2 微量水对比油耗的影响
        3.3.3 含水乙醇对比油耗的影响
        3.3.4 E20W与E20经济性对比
    3.4 动力性分析
        3.4.1 微量水成分对动力性的影响
        3.4.2 含水乙醇对动力性的影响
    3.5 本章小结
4. 基于GT-POWER的含乙醇汽油性能仿真
    4.1. 软件相关介绍
        4.1.1 仿真模拟的优劣
        4.1.2 仿真模拟的作用过程
    4.2 GT-POWER仿真模拟研究进展
    4.3 发动机模型
        4.3.1 进气环境(Inlet Environment)
        4.3.2 进气歧管(intake runner)
        4.3.3 进气气门(Intake Exhaust Valves)
        4.3.4 气缸(Cylinder)
        4.3.5 喷油器(Fuel Injector)
        4.3.6 发动机曲轴箱(Engine Crank Train)
    4.4 汽油机模型仿真与校准
        4.4.1 模型仿真
        4.4.2 汽油机模型校验
    4.5 燃料库
        4.5.1 乙醇与汽油的理化性质
        4.5.2 乙醇与水的粘度与密度
        4.5.3 燃料库的建立
    4.6 燃料库模型的验证
        4.6.1 动力性数据对比
        4.6.2 经济性数据对比
    4.7 仿真预测及相关分析
        4.7.1 不同含水乙醇比例的含水乙醇汽油经济性预测
        4.7.2 不同含水乙醇比例的含水乙醇汽油动力性预测
    4.8 E20W发动机控制参数的优化
        4.8.1 过量空气系数
        4.8.2 压缩比
        4.8.3 进气相位
    4.9 小结
5. 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3760846