發(fā)布時(shí)間：2017-08-31 08:22

  本文關(guān)鍵詞：高速柴油機(jī)松油—柴油混合燃料低溫燃燒的試驗(yàn)研究

  更多相關(guān)文章： 柴油機(jī) 松油 混合燃料 低溫燃燒 排放特性 廢氣再循環(huán) 噴油策略

【摘要】：在石化能源短缺和環(huán)境污染危機(jī)的雙重壓力下,尋求可再生、清潔的新型燃料成為當(dāng)下內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。松油是一種來(lái)源廣泛的生物質(zhì)含氧燃料,相比于柴油,其十六烷值低,含氧量較高,沸點(diǎn)低；同時(shí)松油與柴油互溶性好。松油有著與柴油相當(dāng)?shù)臒嶂?是一種潛在的替代能源燃料。因此,本文首先對(duì)松油-柴油混合燃料進(jìn)行設(shè)計(jì),減小單一燃料的局限性；其次,通過(guò)噴油策略與EGR相結(jié)合來(lái)控制缸內(nèi)的燃燒過(guò)程,實(shí)現(xiàn)低溫燃燒。試驗(yàn)所用發(fā)動(dòng)機(jī)為四缸渦輪增壓高速柴油機(jī),其轉(zhuǎn)速固定在1800r/min,混合燃料分別為摻混0%、20%、40%、50%體積松油的柴油(依次記為P0、P20、P40、P50)。首先研究四種燃料在不同負(fù)荷、不同EGR率下的燃燒和排放特性。負(fù)荷特性結(jié)果表明：100%負(fù)荷工況下,P0、P20、P40、P50分別輸出293.5、292.7、290.1、287.2 N-m的扭矩�？梢�(jiàn)松油能夠提供與柴油相當(dāng)?shù)膭?dòng)力輸出。EGR率研究結(jié)果表明：對(duì)于四種燃料,當(dāng)EGR率24.6%,增加EGR率,對(duì)最大壓力升高率、Soot、CO和THC排放的影響不明顯,但是NOx排放隨EGR增加顯著下降。在相同EGR率下,通過(guò)添加松油改變?nèi)剂咸匦詫?duì)NOx排放的影響較小,但是對(duì)最大壓力升高率的影響較大。當(dāng)EGR率大于24.6%時(shí),隨著EGR率的增加,由于過(guò)量空氣系數(shù)減小和滯燃期過(guò)度推遲導(dǎo)致Soot、CO和THC的排放急劇上升。當(dāng)EGR率接近40%,NOx的排放幾乎接近為零。在相同EGR率下,由于松油十六烷值低和自身含氧,增加松油摻混比例逐漸降低碳煙的排放,特別是P50在整個(gè)EGR率下碳煙的排放接近于零。中小EGR率對(duì)凝核態(tài)顆粒物(Dp50nm)的影響較大,大EGR率對(duì)積聚態(tài)顆粒物(Dp50nm)的影響較大。在柴油中摻混松油能夠有效降低碳煙顆粒物的數(shù)濃度和質(zhì)量濃度。其次,選取中等EGR率(24.6%),研究噴油策略(主噴正時(shí)、噴油壓力、預(yù)噴油量、預(yù)噴正時(shí))對(duì)四種燃料燃燒和排放特性的影響。結(jié)果表明：對(duì)于噴油壓力一定的單次噴射,提前主噴正時(shí),缸內(nèi)壓力峰值升高,燃燒始點(diǎn)提前,有效燃油消耗率降低,CO和THC的排放降低；但NOx和Soot排放增加。對(duì)于主噴正時(shí)一定的單次噴射,在引入EGR的低溫燃燒模式下,提高噴油壓力能夠同時(shí)降低NOx、Soot、CO和THC的排放。有效減小了總顆粒物的數(shù)濃度和質(zhì)量濃度,顆粒物數(shù)濃度峰值粒徑(CMD)減小。引入預(yù)噴射,主噴燃油滯燃期縮短,最大壓力升高率降低,放熱率的峰值降低,使主燃燒變得柔和。合理地選擇預(yù)噴正時(shí)和預(yù)噴油量,能夠同時(shí)降低NOx和碳煙排放,并且保證THC和CO排放不會(huì)大幅度升高。
【關(guān)鍵詞】：柴油機(jī) 松油 混合燃料 低溫燃燒 排放特性 廢氣再循環(huán) 噴油策略
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK428.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 引言11-13
• 1.1.1 能源危機(jī)11-12
• 1.1.2 環(huán)境污染12-13
• 1.2 汽車(chē)的排放法規(guī)13-14
• 1.3 柴油機(jī)排放的控制技術(shù)14-15
• 1.4 柴油機(jī)新型燃燒模式的提出15-17
• 1.5 松油性質(zhì)及研究現(xiàn)狀17-20
• 1.6 課題的研究目的、意義和主要工作內(nèi)容20-21
• 第二章 試驗(yàn)裝置及研究方法21-31
• 2.1 試驗(yàn)裝置21-27
• 2.1.1 試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)22-23
• 2.1.2 試驗(yàn)主要設(shè)備儀器23
• 2.1.3 電控標(biāo)定系統(tǒng)23-24
• 2.1.4 燃燒分析儀器24-25
• 2.1.5 排氣測(cè)量?jī)x器25-27
• 2.2 研究方法27-30
• 2.2.1 EGR的實(shí)現(xiàn)與控制方法27-28
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)不確定分析28
• 2.2.3 燃燒參數(shù)的定義28-29
• 2.2.4 試驗(yàn)燃料29-30
• 2.2.5 試驗(yàn)方法30
• 2.3 本章小結(jié)30-31
• 第三章 負(fù)荷特性和EGR對(duì)松油-柴油混合燃料燃燒與排放性能的影響研究31-51
• 3.1 負(fù)荷特性對(duì)松油-柴油混合燃料燃燒與排放性能的影響研究31-38
• 3.1.1 負(fù)荷特性對(duì)松油-柴油混合燃料燃燒性能的影響31-35
• 3.1.2 負(fù)荷特性對(duì)松油-柴油混合燃料排放性能的影響35-38
• 3.2 EGR對(duì)松油-柴油混合燃料燃燒特性的影響研究38-49
• 3.2.1 EGR對(duì)松油-柴油混合燃料燃燒性能的影響38-42
• 3.2.2 EGR對(duì)松油-柴油混合燃料排放性能的影響42-45
• 3.2.3 EGR對(duì)松油-柴油排放顆粒物粒徑分布的影響45-49
• 3.3 本章小結(jié)49-51
• 第四章 主噴正時(shí)和噴油壓力對(duì)松油-柴油混合燃料低溫燃燒與排放性能的影響研究51-68
• 4.1 主噴正時(shí)對(duì)松油-柴油混合燃料低溫燃燒與排放性能的影響研究51-57
• 4.1.1 主噴正時(shí)對(duì)松油-柴油混合燃料燃燒性能的影響51-55
• 4.1.2 主噴正時(shí)對(duì)松油-柴油混合燃料排放性能的影響55-57
• 4.2 噴油壓力對(duì)松油-柴油混合燃料低溫燃燒與排放性能的影響研究57-66
• 4.2.1 噴油壓力對(duì)松油-柴油混合燃料燃燒性能的影響58-61
• 4.2.2 噴油壓力對(duì)松油-柴油混合燃料排放性能的影響61-62
• 4.2.3 噴油壓力對(duì)松油-柴油混合燃料顆粒物排放的影響62-66
• 4.3 本章小結(jié)66-68
• 第五章 預(yù)噴對(duì)松油-柴油混合燃料低溫燃燒與排放性能的影響研究68-77
• 5.1 預(yù)噴油量對(duì)松油-柴油混合燃料低溫燃燒與排放性能的影響研究68-73
• 5.1.1 預(yù)噴油量對(duì)松油-柴油混合燃料燃燒性能的影響68-72
• 5.1.2 預(yù)噴油量對(duì)松油-柴油混合燃料排放性能的影響72-73
• 5.2 預(yù)噴正時(shí)對(duì)松油-柴油混合燃料低溫燃燒與排放性能的影響研究73-76
• 5.2.1 預(yù)噴正時(shí)對(duì)松油-柴油混合燃料燃燒性能的影響73-75
• 5.2.2 預(yù)噴正時(shí)對(duì)松油-柴油混合燃料排放性能的影響75-76
• 5.3 本章小結(jié)76-77
• 第六章 全文總結(jié)和工作展望77-80
• 6.1 全文總結(jié)77-79
• 6.2 工作展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 致謝86-87
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文及參與科研項(xiàng)目情況87

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