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《太原理工大学》 2008年
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高比例二甲醚和生物柴油混合燃料在直喷式柴油机上的试验研究

张晓  
【摘要】: 近年来,环境污染严重和石油资源的短缺这两大问题已经成为社会的热点。同时,汽车尾气排放已成为城市的主要污染源之一。因此,各国政府非常重视车用清洁新能源的研究及应用。二甲醚(DME)是替代柴油理想的燃料之一,将二甲醚应用在汽车上,可实现清洁燃烧。但二甲醚粘度低,易引起高压供油系统偶件早期磨损和泄漏,制约着二甲醚在压燃式发动机上的应用。生物柴油粘度高,在二甲醚中添加低比例生物柴油有利于提高二甲醚的粘度。因此本课题在ZS1110TD型直喷式柴油机上燃用高比例二甲醚和低比例生物柴油混合燃料进行试验研究。 本课题首先对二甲醚和生物柴油的物化特性进行总结、归纳,分析各自的特性。测量试验所用生物柴油和0号柴油的粘度随温度的变化趋势,计算出在温度20℃时,DB90、DB80混合燃料的运动粘度分别为2.31 mm~2/s和1.47 mm~2/s,要比二甲醚的粘度(0.15mm~2/s)要高,和0号柴油运动粘度(4.12 mm~2/s)相比,DB80混合燃料的运动粘度比0号柴油的粘度低,DB80混合燃料对于高压供油系统偶件的润滑是较为有利的。 此后,在ZS1110TD型发动机上对高比例二甲醚和低比例生物柴油混合燃料燃用进行优化试验。主要包括喷油量的调节、混合燃料的选取、供油提前角的选取以及喷油压力的选取。通过对不同比例混合燃料在ZS1110TD型机上燃用,调整喷油泵的柱塞直径,由原机Φ9mm改为Φ10mm,并进行外特性试验对比,在混合比例DB80、DB85和DB90之间择优选取出DB80为较佳混合比例燃料;通过调整DB80机的供油提前角,分别为19.4℃A、17℃A、15.2℃A和13.3℃A,并进行外特性对比试验,择优选取出供油提前角为17℃A时为DB80机较佳供油提前角;在此基础上对DB80机的喷油压力进行调整,喷油压力分别调整为18.5MPa、16.5MPa、14.5MPa,并进行DB80机的外特性对比试验,择优选取出较佳喷油压力为14.5MPa。 最后在优化后的DB0机,和原柴油机(燃用0号柴油)进行动力性、经济性和尾气排放对比试验,其试验结果表明:DB80机的最大转矩在1400r/min时,为64.4 N·m,比原柴油机高6.4%。DB80机的最大输出功率在2000r/min时,为12.6KW比原柴油机低3.8%。低转速时外特性DB80机的当量的燃油消耗率比原柴油机有所改善,最低燃油消耗率为228 g·(kW·h)~(-1)比原柴油机低7.0%。高速下,DB80机的转矩和功率有所下降。DB80机在NOx排放变化较大,NOx的平均排放比原柴油机的NOx排放低62.5%,DB80机总体HC排放要比原柴油机要低75%,CO排放量比原柴油机有所升高;DB80机碳烟排放接近于零。高比例二甲醚和低比例生物柴油混合燃料在直喷柴油机上燃用,对于降低原柴油机的NOx和碳烟排放,以及替代传统石油燃料,都具有十分重要的现实意义。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TK427

【引证文献】
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【参考文献】
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