柴油甲醇組合燃燒方式在機(jī)車柴油機(jī)上的燃燒特性研究.pdf

1、近年來我國鐵路建設(shè)得到快速發(fā)展，盡管電氣化是一個重要的方向，但是內(nèi)燃機(jī)車仍然在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著不可替代的作用。我國的內(nèi)燃機(jī)車以柴油動力為主，雖然數(shù)量不多，但是燃油消耗量大，每年內(nèi)燃機(jī)車消耗的柴油約占全年柴油總消耗的6％左右。我國的石油資源不足，每年的進(jìn)口量已經(jīng)接近60%，對石油能源安全構(gòu)成很大的壓力。因此，尋找清潔的有效的替代燃料也就變得十分重要。甲醇是一種含氧濃度高的燃料，燃燒起來更加充分。制取甲醇所用原材料主要來源于煤炭，技術(shù)成熟，

2、成本較低，這與我國富含煤炭的能源結(jié)構(gòu)也是十分匹配的。因此，采用甲醇替代內(nèi)燃機(jī)的石油燃料，以緩解國家石油能源壓力十分重要。
　　課題組于多年前提出了柴油/甲醇組合燃燒方式，并將其成功應(yīng)用到高速車用柴油機(jī)上。以往的臺架實(shí)驗(yàn)以及整車實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明，使用這種方式可以在動力性不降低的情況下大幅度有效地替代柴油，提高了燃料經(jīng)濟(jì)性及其有效熱效率，同時可以降低碳煙與NOx排放。
　　本課題是在一臺機(jī)車用中速柴油機(jī)上對其進(jìn)行部分改裝，使其滿足

3、運(yùn)行柴油/甲醇組合燃燒的要求。在該機(jī)上加裝甲醇供應(yīng)及其噴射系統(tǒng)，采用自己開發(fā)的電控單元對甲醇噴射量和噴射時刻按照發(fā)動機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況進(jìn)行適時調(diào)節(jié)；同時安裝缸壓等必要傳感器以收集發(fā)動機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，利用得到的參數(shù)分析研究該發(fā)動機(jī)在運(yùn)行組合燃燒模式的燃燒特性；另外，將該機(jī)運(yùn)行柴油/甲醇組合燃燒的的性能與原機(jī)燃用柴油的性能進(jìn)行了對比研究。
　　研究發(fā)現(xiàn)，在機(jī)車中速柴油機(jī)上維持其動力性不變的條件下，采用柴油/甲醇組合燃燒方式是可行的。與原機(jī)的

4、純柴油模式相比，柴油甲醇二元燃料的燃燒滯燃期增長，燃燒持續(xù)期縮短，燃燒過程更加的集中。在不同負(fù)荷下有著不同的特點(diǎn)，中低負(fù)荷下，燃燒呈現(xiàn)單峰快速放熱，擴(kuò)散燃燒基本消失；在大負(fù)荷下，預(yù)混燃燒比例有所提高，但燃燒過程仍保持雙峰放熱規(guī)律。同時，二元燃料燃燒方式下的最大爆發(fā)壓力與壓力升高率均高于原機(jī)，最高燃燒溫度也隨著甲醇噴射量的增加而升高。另外，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，二元燃料燃燒的熱效率的高低與負(fù)荷密切相關(guān)，在低轉(zhuǎn)速600r/min時，隨著甲醇的噴入，