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文檔簡介
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)燃機車仍然在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著不可替代的作用。我國的內(nèi)燃機車以柴油動力為主,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上。以往的臺架實驗以及整車實驗的結(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。
本課題是在一臺機車用中速柴油機上對其進行部分改裝,使其滿足
3、運行柴油/甲醇組合燃燒的要求。在該機上加裝甲醇供應(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)動機實際運行工況進行適時調(diào)節(jié);同時安裝缸壓等必要傳感器以收集發(fā)動機的運行參數(shù),利用得到的參數(shù)分析研究該發(fā)動機在運行組合燃燒模式的燃燒特性;另外,將該機運行柴油/甲醇組合燃燒的的性能與原機燃用柴油的性能進行了對比研究。
研究發(fā)現(xiàn),在機車中速柴油機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。在不同負荷下有著不同的特點,中低負荷下,燃燒呈現(xiàn)單峰快速放熱,擴散燃燒基本消失;在大負荷下,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,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荷密切相關(guān),在低轉(zhuǎn)速600r/min時,隨著甲醇的噴入,
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