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电控柴油掺烧二甲醚的实验研究及掺烧比确定

向小军  
【摘要】: 能源短缺与环境污染是困扰内燃机工业发展的两大难题。针对困扰内燃机工业发展的两大难题,寻求清洁代用燃料是解决难题的一种重要方法和手段。在柴油机上燃用的代用燃料主要有压缩天然气、液化石油气、醇类燃料等。 二甲醚是国际上近年来新发现的很有发展前途的超低排污燃料。在各种柴油机上的试验结果表明:二甲醚能够实现柴油机高效、超低排放、柔和无烟燃烧。鉴于目前二甲醚产量较低且生产及运输成本较高,在柴油机上进行柴油掺烧二甲醚的研究。这样可以充分利用二甲醚好的雾化特性和柴油好的润滑特性,不仅可以降低排放,而且解决了燃用纯二甲醚燃油系统磨损问题和泄漏问题。 本文作者课题组与玉柴机械股份有限公司合作,针对YC6108QC型车用柴油机,自行开发设计一套柴油—二甲醚掺烧系统。在柴油机上应用该系统只需对其低压油路部分加以改装即可,非常简单方面。系统采用电子控制技术可以方便快速地实现纯柴油模式和柴油—二甲醚模式之间的转换,而且可以根据负荷大小自动调节二甲醚的掺烧比例。 本文详细介绍了柴油—二甲醚掺烧系统的总体方案以及最佳掺烧比的确定。该系统主要包括机械和电控两大组成部分,机械部分主要包括系统台架的搭建和燃料混合器的设计;电控部分主要包括信号调理电路设计、主控制电路设计、人机接口电路设计和电磁阀驱动电路设计。实验也分为两部分:电磁阀流量特性实验和排放特性实验。通过测定电磁阀流量特性来控制二甲醚掺烧比例,通过测量柴油机的排放特性来确定二甲醚掺烧比例。 将系统应用于YC6108QC型车用柴油机上进行台架实验研究,实验结果表明:该系统具有较好的可控性和可靠性,能够完成预期的实验目的;在柴油机上掺烧二甲醚比例为5%~20%的柴油—二甲醚燃料可以降低柴油机的排放,尤其是NO_x和碳烟的排放。


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