非道路汽油機(jī)燃用甲醇汽油燃燒過(guò)程與排放研究.pdf

1、甲醇是一種新的替代燃料，目前制醇技術(shù)較為成熟，相關(guān)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成規(guī)模。甲醇的理化特性與汽油相近，在道路用汽油機(jī)上甲醇作為代用燃料已經(jīng)做了大量研究，但在非道路用汽油機(jī)上應(yīng)用時(shí)，其在燃油經(jīng)濟(jì)性、燃燒過(guò)程、非常規(guī)排放等方面存在一些問(wèn)題，需要對(duì)其展開(kāi)進(jìn)一步研究。本文從檢測(cè)方法、排放影響因素及排放規(guī)律等角度，在臺(tái)架試驗(yàn)中采用DNPH吸附管采集、高效液相色譜儀分析方法，測(cè)量了汽油機(jī)燃用汽油、甲醇汽油時(shí)排氣中的常規(guī)排放物質(zhì)以及醛酮類非常規(guī)物質(zhì)，研究了甲

2、醇摻混比例對(duì)排放物質(zhì)的影響規(guī)律以及汽油機(jī)燃用甲醇汽油的經(jīng)濟(jì)性能，并運(yùn)用一維動(dòng)力學(xué)軟件模擬了汽油機(jī)燃用甲醇汽油的燃燒過(guò)程，分析了甲醇摻混比例對(duì)缸內(nèi)壓力、放熱規(guī)律以及火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懸?guī)律。
　　 設(shè)計(jì)了一套完整的醛酮類物質(zhì)測(cè)量和快速分析方法。采用DNPH吸附管對(duì)汽油機(jī)排氣中的醛酮進(jìn)行采集，樣品提取純化后，利用高效液相色譜儀對(duì)采集樣品進(jìn)行定量分析。為了驗(yàn)證方法的可靠性，分析了樣品吸附效率及穿透效果、洗脫萃取效率等測(cè)量系統(tǒng)的多項(xiàng)性能指

3、標(biāo)。結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有采樣效率高、提取效率高、色譜分離效果好、選擇性強(qiáng)、重復(fù)性好、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，能夠準(zhǔn)確、快速的測(cè)定汽油機(jī)排氣中13種醛酮污染物。
　　 在小型通用汽油機(jī)168F上，測(cè)量了燃用汽油、甲醇汽油(M15、M25)排氣中的常規(guī)排放物質(zhì)以及非常規(guī)醛酮類物質(zhì)，分析了汽油機(jī)負(fù)荷特性及甲醇摻混比例對(duì)NOx、HC、CO以及醛酮的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明，CO和HC的排放與汽油相比均降低，而NOx排放量則隨著甲醇摻入量的增加而增

4、加；在檢測(cè)的13種醛酮中，甲醛和乙醛的含量最多，其次為丙烯醛、丙酮、丙醛和丁烯醛。這六種排放物占總?cè)┩欧盼锏?0％以上。尾氣中醛酮的含量隨發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的增加而減少，而且隨著甲醇摻入量的增加，醛酮類物質(zhì)排放量不斷增加；
　　 采用試驗(yàn)研究的方法，測(cè)量汽油機(jī)燃用不同燃料時(shí)的經(jīng)濟(jì)性參數(shù)，分析了甲醇摻混比例對(duì)汽油機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的影響規(guī)律，研究結(jié)果表明，通過(guò)測(cè)量汽油機(jī)燃用不同燃料時(shí)的燃油消耗量，計(jì)算其比能耗得出燃用M15和M25甲醇汽油混合燃

5、料與燃用93＃汽油相比，能耗率明顯降低，且隨著甲醇摻入比例的增大，能耗率越來(lái)越低；
　　 運(yùn)用一維動(dòng)力學(xué)軟件構(gòu)建了小型汽油機(jī)燃燒模型，通過(guò)相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的有效性。在此基礎(chǔ)上，模擬了汽油機(jī)的燃燒過(guò)程，分析了甲醇摻混比例對(duì)汽油機(jī)缸內(nèi)壓力，放熱規(guī)律以及火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊挠绊懸?guī)律。結(jié)果表明，隨著甲醇摻入量的增加，缸內(nèi)最大燃燒壓力不斷降低，對(duì)應(yīng)于缸內(nèi)最大燃燒壓力的曲軸相位推遲，最大放熱量不斷減小，火焰?zhèn)鞑ニ俣入S甲醇摻燒比增大而逐漸減小