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《太原理工大学》 2015年
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甲醇/F-T柴油双燃料发动机的性能与排放研究

高聪慧  
【摘要】:随着石油资源的不断减少和排放法规的日益严苛,结合我国富煤贫油的能源结构现状,发展以煤基替代燃料为主的新能源具有先天优势和重要的战略意义。煤制甲醇和煤制油作为煤炭转化加工的深层次产品,由于其在柴油机上表现出良好的燃烧和排放特性,成为发动机理想的替代燃料。 本文拟通过将甲醇在着火前形成均质混合气,利用少量F-T柴油的压缩着火,产生多个着火点引燃均质混合气,提高甲醇的能量转化效率,研究不同参数对甲醇/F-T柴油双燃料发动机性能与排放的影响。 首先对0#柴油、轻F-T柴油和重F-T柴油在柴油机上的使用性能进行了对比分析。采用一套独立的电控喷射系统,控制甲醇从进气管喷射,通过试验数据对比分析,确定了甲醇喷射位置。 通过发动机台架试验,研究了甲醇/F-T柴油双燃料供给模式对单缸柴油机性能的影响。结果表明:与燃用0#柴油相比,采用甲醇/F-T柴油双燃料供给模式时柴油机的功率和转矩基本相近,而燃油使用成本大大降低;甲醇/F-T柴油双燃料供给模式下HC整体排放较差,大约为0#柴油的4.5倍;CO排放则随转速升高呈下降趋势;NOX排放随着转速的升高而不断升高,与0#柴油相比,平均减少48.41%;碳烟排放随着转速的升高而先明显减小后缓慢增大,与0#柴油相比,平均减少90.55%。 进一步研究了供油提前角、压缩比、喷醇量等参数对发动机动力性、经济型和常规排放的影响。结果表明:三种压缩比的最大转矩和功率在低转速时基本相同;压缩比为16.9时在中转速的动力性表现较好;压缩比为15.93时在高转速的动力表现较好。压缩比为16.9时的HC和CO排放最好;压缩比为15.4时NOX整体排放较少;随压缩比的增大,碳烟整体排放水平增大。供油提前角为22°CABTDC时柴油机整体动力性能表现较好;供油提前角为18°CA BTDC的HC整体排放较低;20°CA BTDC时CO和碳烟整体排放较好,18°CA BTDC时较差;供油提前角为22°CABTDC时NOX整体排放恶化。随着甲醇能量占比的增大,HC排放呈增大趋势;中低负荷时CO排放呈增大趋势,大负荷时排放量基本相同;NOX排放呈减小趋势;在中低负荷时碳烟排放基本相同,大负荷时有减少趋势,甲醇喷射量的微小变化对碳烟排放无显著影响。 通过发动机台架试验和FTIR测量并研究了不同转速、供油提前角、缸内平均有效压力、压缩比以及甲醇能量占比对发动机甲醛和二氧化碳排放浓度的影响。最终确定当压缩比为16.9、供油提前角22°CA BTDC,甲醇最大能量占比不大于0.75,且随着负荷的增加,继续适当减小甲醇的喷射量,发动机可以获得较好的排放水平。 综上所述,甲醇/F-T柴油双燃料在压燃式发动机上具有良好的应用前景。通过改变发动机结构参数以及甲醇喷射控制参数,可以有效提升发动机动力性并降低污染物的排放浓度。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U464.173;TQ517.2

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚春德,李云强,王银山,段峰,吉庆;用柴油/醇组合燃烧法在城市车用柴油机上实现同时降低碳烟与NO_x排放的研究[J];环境科学学报;2004年05期
2 张春化,祁东辉,陆庭达,边耀璋;LPG/柴油双燃料发动机压缩比优化研究[J];内燃机工程;2001年02期
3 楚书华,王丽君,熊树生,何文华;490Q直喷型柴油机改装成柴油-LPG双燃料发动机的试验研究[J];内燃机工程;2004年04期
4 汪云,王春发,张幽彤;电控柴油天然气(双燃料)发动机性能研究[J];内燃机工程;2004年05期
5 胡毅,蒋德明,黄佐华,魏奇,王锡斌;供油提前角对柴油/甲醇混合燃料燃烧排放性能的影响[J];内燃机工程;2005年04期
6 黄勇成,周龙保,蒋德明;清洁燃料F-T柴油在柴油机中应用的研究[J];内燃机工程;2005年05期
7 黄勇成;周龙保;王尚学;潘克煜;;柴油机燃用F-T柴油与0号柴油混合燃料时的性能与排放[J];内燃机工程;2007年03期
8 尤可为;郑贺悦;王务林;舒歌群;郭家强;葛蕴珊;谭建伟;何超;刘志华;;甲醇发动机的醛酮类污染物排放特性研究[J];内燃机工程;2009年06期
9 张凡;帅石金;肖建华;王建昕;;低比例甲醇汽油燃料非常规排放特性的试验研究[J];内燃机工程;2010年06期
10 刘雄,张惠明,吕筱萍,傅茂林;降低双燃料发动机HC和CO排放的研究[J];内燃机学报;2003年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 白凤华;苏海全;张玉龙;胡瑞生;;F-T合成技术生产替代燃料对环境的影响及对策[J];环境工程学报;2008年12期
2 龚旌;;车用环保甲醇柴油制备工艺的研究[J];环境工程学报;2009年10期
3 尹航;郝春晓;葛蕴珊;王军方;;不同掺混比例甲醇汽油车的排放特性[J];环境科学研究;2011年08期
4 姚春德;彭红梅;黄钰;刘希波;程传辉;王银山;;提高柴油/甲醇组合燃烧尾气排放质量的研究[J];环境科学学报;2006年08期
5 姚春德;彭红梅;黄钰;杨建军;李帅;刘义亭;;柴油/甲醇组合燃烧尾气中甲醛的检测[J];环境科学学报;2008年02期
6 姚春德;项春艳;黄钰;彭红梅;徐元利;杨建军;;不同喷射方式对柴油/甲醇组合燃烧尾气中甲醛排放的影响[J];环境科学学报;2008年10期
7 刘晓辉;;甲醇/柴油混合燃料对柴油机性能影响的试验研究[J];山东交通学院学报;2008年02期
8 陈永;王晓明;党建武;;基于元胞自动机理论的快速公交系统能耗研究[J];计算机应用;2012年03期
9 汤东;来超峰;胡正权;罗福强;;生物制气-柴油双燃料发动机的燃烧噪声[J];江苏大学学报(自然科学版);2006年05期
10 罗福强;窄长学;;气体-柴油双燃料发动机动力性分析[J];江苏大学学报(自然科学版);2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 田延庆;樊啟洲;;生物制气/生物柴油双燃料发动机性能试验[A];中国农业工程学会2011年学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王玉明;城市轨道交通系统能耗影响因素的量化分析[D];北京交通大学;2011年
2 刘立东;柴油机燃用F-T柴油的基础研究[D];天津大学;2011年
3 夏琦;柴油/甲醇组合燃烧的道路试验及燃烧特性研究[D];天津大学;2011年
4 侯军兴;二甲醚—生物柴油混合燃料喷射及发动机燃烧研究[D];上海交通大学;2011年
5 周斌;基于BP神经网络的内燃机排放性能建模与应用研究[D];西南交通大学;2004年
6 姚广涛;预混合压燃发动机混合气形成与燃烧过程研究[D];天津大学;2005年
7 石磊;内外部EGR与电控燃油喷射控制柴油均质燃烧的研究[D];上海交通大学;2007年
8 胡春明;火花点燃式LPG发动机快速稀燃及排放控制的研究[D];天津大学;2006年
9 钟绍华;内燃机均质压燃(HCCI)的建模和试验研究[D];华中科技大学;2006年
10 彭亚平;基于进气温度控制的乙醇燃料SI/HCCI复合燃烧模式发动机研究[D];吉林大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 丁凯;酸化油生物柴油降粘及排放特性试验研究[D];山东农业大学;2010年
2 尹佳;柴油/天然气双燃料发动机性能模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 姜耀华;柴油/CNG双燃料发动机的设计与试验研究[D];浙江大学;2011年
4 郭鹏;柴油机燃用甲醇柴油混合燃料的仿真分析[D];太原理工大学;2011年
5 冯星;甲醇柴油混合燃料在柴油机上的应用研究[D];太原理工大学;2011年
6 冯丹华;非标柴油/二甲醚混合燃料在增压柴油机上的应用研究[D];太原理工大学;2011年
7 吴占华;花椒籽油生物柴油制备工艺及排放特性试验研究[D];山东农业大学;2011年
8 李竞克;燃料添加剂对缸内直喷甲醇发动机非常规排放的影响[D];吉林大学;2011年
9 王立启;燃料特性对直喷式柴油机性能及排放的影响规律[D];吉林大学;2011年
10 孙浩;城市交通能源消耗模型研究[D];北京交通大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 白亮,邓蜀平,董根全,曹立仁,相宏伟,李永旺;煤间接液化技术开发现状及工业前景[J];化工进展;2003年05期
2 侯朝鹏;夏国富;李明丰;聂红;李大东;;FT合成反应器的研究进展[J];化工进展;2011年02期
3 宁智,刘双喜,资新运;柴油机排气微粒特性的试验研究[J];环境科学学报;2003年06期
4 赵玉龙;;浆态床FT合成反应器的工程放大[J];化学反应工程与工艺;2008年05期
5 杨绍斌,王继仁,王志宏;中国煤制甲醇的现状及发展[J];洁净煤技术;2001年04期
6 訾琨;高原地区发动机燃用醇类燃料及技术措施[J];昆明理工大学学报;2000年03期
7 孙予罕,李永旺;煤基浆态床合成油品的工业化[J];中国科学院院刊;2002年02期
8 吴春来;南非SASOL的煤炭间接液化技术[J];煤化工;2003年02期
9 郝学民;张浩勤;;煤液化技术进展及展望[J];煤化工;2008年04期
10 朱锡锋;生物质气化制备合成气的研究[J];可再生能源;2002年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 熊建民;合成气制液体燃料F-T合成Co/AC催化剂的研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2005年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 朱柘权,房克功,陈建刚,孙予罕;浸渍溶液pH值对Co/TiO_2催化剂F-T反应性能的影响[J];燃料化学学报;2005年04期
2 ;[J];;年期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 王鹏;林泉;刘宗健;宁文生;吕德义;公磊;门卓武;;结构助剂SiO_2对沉淀铁基F-T催化剂的影响[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
2 王勇利;王煜丹;陶智超;吴宝山;;分子筛B酸中心在F-T石脑油异构化过程中的作用研究[A];第十七届全国分子筛学术大会会议论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 刘立东;柴油机燃用F-T柴油的基础研究[D];天津大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 廖文蓉;生物柴油/F-T柴油掺烧对柴油机性能影响的研究[D];太原理工大学;2013年
2 史伟奇;F-T柴油与0#柴油混合燃烧特性的研究[D];太原理工大学;2013年
3 高聪慧;甲醇/F-T柴油双燃料发动机的性能与排放研究[D];太原理工大学;2015年
4 石晋宏;基于时频域和小波分析的F-T柴油在柴油机上的振动特性研究[D];太原理工大学;2014年
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