壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃用二甲醚的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、柴油機(jī)因其較高的熱效率和可靠性,得到了廣泛的應(yīng)用。但隨著人類生產(chǎn)實(shí)踐的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)柴油機(jī)正面臨著化石燃料日漸枯竭和環(huán)境污染日益嚴(yán)峻的雙重考驗(yàn),開發(fā)高效清潔的新能源,解決傳統(tǒng)柴油饑對化石燃料的依賴,同時(shí)減少Nox和顆粒物排放,已成為當(dāng)務(wù)之急。二甲醚十六烷值較高,適宜采用壓縮點(diǎn)火,傳統(tǒng)柴油機(jī)只需改造供油系統(tǒng)即可使用。二甲醚屬含氧燃料,可以承受較大的EGR率,同時(shí)其汽化潛熱較大,可降低缸內(nèi)的最高燃燒溫度,這些都有利于減Nox排放。二甲醚的分

2、子結(jié)構(gòu)中不含C-C鍵,燃燒過程中幾乎不產(chǎn)生顆粒物和碳煙。因此二甲醚是柴油機(jī)理想的替代燃料。但因其易氣化、熱值低、粘度小等特點(diǎn),也對供油系統(tǒng)提出了全新的要求。
　　 本文在某增壓中冷柴油機(jī)上,改造了供油系統(tǒng),研究了噴油器開啟壓力、供油提前角、噴油孔孔徑等參數(shù)對二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和排放性能的影響,并測量了二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)在ESC實(shí)驗(yàn)中的排放值。為了進(jìn)一步降低發(fā)動(dòng)機(jī)的Nox排放,開發(fā)了廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng),并研究了EGR對二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)

3、性能的影響。同時(shí)測量發(fā)功機(jī)在不同工況的缸內(nèi)壓力變化曲線,分析了二甲醚燃料的燃燒特性。
　　 本文采用正交實(shí)驗(yàn)方法,制定了6套方案,供油提前角分別為8℃A和11℃A,噴油器開啟壓力分別為14MPa、16MPa、18MPa,噴油孔孔徑分別為0.36mm、0.38mm,研究了上述參數(shù)對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能,尤其是動(dòng)力性能、排放性能與可靠性,供油提前角8℃A、噴油器開啟壓力16MPa、0.38mm噴孔直徑的方案較好

4、。在ESC實(shí)驗(yàn)中,二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)可滿足國Ⅲ排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　 為降低Nox排放滿足更嚴(yán)格的排放法規(guī),在上述工作的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)了帶冷卻的廢氣再循環(huán)系統(tǒng),并研究了三個(gè)EGR控制閥開度(25％、37.5％、50％)對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。對比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),較小的EGR率就能夠使二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)排放大幅度下降,滿足國Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。隨著EGR的引入,發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性稍有下降,下降幅度隨轉(zhuǎn)速的上升而降低。中小負(fù)荷時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性對EGR不敏感,大負(fù)荷時(shí)則升