柴油機(jī)采用柴油-醇組合燃燒方式降低碳煙與NOx的研究.pdf

1、該課題主要著眼于同時(shí)降低柴油機(jī)碳煙和NOx排放的研究.通過分析國內(nèi)外在降低柴油機(jī)碳煙和NOx排放方面的技術(shù)途徑和中國的能源狀況,創(chuàng)造性地提出了適合中國技術(shù)水平和能源狀況的組合燃燒理論.組合燃燒理論的核心是在柴油機(jī)起動(dòng)、暖車以及小負(fù)荷工作時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)靠純柴油工作,實(shí)行擴(kuò)散燃燒.而在中高負(fù)荷,在發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中噴入部分醇燃料(甲醇或乙醇),形成均質(zhì)混合氣進(jìn)入氣缸,由柴油引燃,實(shí)行準(zhǔn)均質(zhì)混合氣燃燒方式.這種組合燃燒利用醇的高汽化潛熱和含氧特性,

2、達(dá)到同時(shí)降低柴油機(jī)碳煙和NOx排放的目的,并且可以避免小負(fù)荷燃用醇燃料的高醛類排放問題.同時(shí),利用醇燃料替代部分石化燃料,可以緩解石化燃料的供需矛盾,符合中國能源政策.根據(jù)組合燃燒理論要求,將一臺(tái)柴油機(jī)改造成為實(shí)行組合燃燒的噴醇發(fā)動(dòng)機(jī).對(duì)影響噴醇發(fā)動(dòng)機(jī)性能的供油參數(shù)、噴醇參數(shù)等進(jìn)行了優(yōu)化,并全面試驗(yàn)了噴醇發(fā)動(dòng)機(jī)的性能.在此基礎(chǔ)上,對(duì)噴醇發(fā)動(dòng)機(jī)采用不同進(jìn)氣預(yù)混方式(單點(diǎn)噴醇和多點(diǎn)噴醇)以及使用不同進(jìn)氣預(yù)混燃料(純甲醇、含水甲醇和乙醇),進(jìn)

3、行了試驗(yàn)對(duì)比.研究表明在組合燃燒噴醇發(fā)動(dòng)機(jī)中使用多孔數(shù)、小孔徑的燃油噴嘴對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能有利,供油定時(shí)可以與原柴油機(jī)相同或稍微推遲,單點(diǎn)噴醇的負(fù)荷起點(diǎn)為某一轉(zhuǎn)速下的最大扭矩的60％~70％,多點(diǎn)噴醇的可以適當(dāng)減小.噴醇發(fā)動(dòng)機(jī)的性能試驗(yàn)表明在碳煙和NOx排放以及燃料經(jīng)濟(jì)性方面有較大優(yōu)勢(shì).碳煙、NOx和當(dāng)量比油耗比原柴油機(jī)分別下降50％、27％和7％以上.多點(diǎn)噴醇發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能好于單點(diǎn)噴醇的,尤其是在燃料經(jīng)濟(jì)性和醇的替代率方面以及加速響