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直喷式柴油机燃用甲醇-二甲醚混合燃料排放特性的研究

向晋华  
【摘要】:本文首先分析了国内外的能源状况和机动车辆用油情况及其造成的环境污染问题,说明了利用甲醇、二甲醚替代石油基燃料的可行性和甲醇、二甲醚在国内外的研究现状,然后总结了甲醇、二甲醚在内燃机中应用的技术途径和方法及其优缺点,讲述了机动车有害排放物的危害、成因及其控制措施。最后采用了将甲醇和二甲醚混合后喷入缸内燃烧的方案,开展了相关的发动机试验研究及理论分析。 本研究在不改变原柴油机基本结构的基础上,在发动机的进气管与空气滤清器之间安装了一套进气加热系统,并对低压油路进行改造,实现了在柴油机上以二甲醚作为点火促进剂引燃甲醇的燃烧方式。试验表明系统工作可靠,结构简单、成本低、操作方便。 在1110TD二甲醚引燃甲醇的混合燃料发动机试验台架上,开展了甲醇和二甲醚的混合比例、供油提前角和进气温度对发动机的动力性、经济性以及排放特性的影响的试验。结果表明,DM90、DM80双燃料发动机在喷油提前角为14.6°CA时,功率达到最大值。由此,后续对排放特性的研究也以功率最大为基础。混合燃料发动机CO的排放量比原柴油机平均下降98.2%,在喷油提前角为17.2°CA时,CO的排放量最低。且随着进气温度的上升及负荷的加大,CO的排放量逐渐降低。当进气温度过高时,由于进气充量的减少,发动机的功率明显下降,排放也随之恶化。甲醇含量的增加会导致CO的排放量升高;除了在喷油提前角迟于17.2°CA,且在高速高负荷时,混合燃料发动机的HC排放量急剧增加,远远高于原柴油机外,在其它任何工况下,HC的排放量都低于原柴油机,平


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