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甲醇/甲醇裂解气在四缸汽油机上的应用研究

戴翔  
【摘要】:环境和能源问题在世界范围内越来越突出,成为内燃机发展的主要推动力和方向。我国贫油的现状和高度的对外石油依存度,愈发严格的排放指标,使得在发动机排放和燃料来源成本上有优势的代用燃料,成为内燃机未来发展的一个重要方向。甲醇制取简单,原料来源广泛,并且价格便宜,作为代用燃料在经济性上十分可行。为此,本文对某四缸汽油机燃用和掺混甲醇/甲醇裂解气后的特性开展研究。基于甲醇和甲醇裂解气的理化性质、并考虑到燃用裂解气后对汽油机的影响,分别设计了燃用甲醇和甲醇裂解气的燃用策略和燃料供应方案。基于某四缸汽油机的参数和课题研究需要,利用GT-POWER建立了仿真模型,并与原机外特性实验数据进行对比,验证了该模型的可靠性与准确性。进而,以所建模型为基础开展了燃用甲醇和裂解气的模拟计算。结果表明:在四缸汽油机上燃用或掺烧甲醇,可以使发动机动力性得到明显提升;在所有负荷下,当动力性和原机一致时,燃油经济性都有明显改善;燃用甲醇在外特性下NOX排放在全转速范围内下降明显,CO在高转速时有所改善,CO2和HC排放均低于原机。在四缸汽油机上燃用或掺烧甲醇裂解气,在外特性下,发动机的动力性明显下降,经济性略有下降。在低负荷和中等负荷下,经济性较原机有明显提升。在中高负荷下经济性和原机持平。燃用甲醇裂解气在外特性下NOX和CO2排放在高转速高于原机,其他转速低于原机;CO在高转速明显低于原机,在其他转速和原机持平;HC排放在全转速范围明显低于原机。


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