農用柴油發(fā)動機柴油-乙醇組合燃燒系統(tǒng)性能研究.pdf

1、內燃機的發(fā)展已有100多年的歷史,其主要的能源基本上采用石油制品。經過多年的大規(guī)模的開采，地球上石油存量已經不多，與此同時發(fā)動機運行時所排放的大量污染物日積月累使環(huán)境與生態(tài)不斷惡化，能源危機與環(huán)境污染成為人類關注的兩大問題。乙醇是一種環(huán)保型、可再生的生物質燃料，并且生產原料廣泛，技術成熟，是未來理想替代燃料之一。目前，乙醇在汽油發(fā)動機上的應用已比較成熟，但是由于乙醇十六烷值僅為柴油的八分之一，直接在柴油機上應用的難度較大，乙醇的著火問題

2、是解決乙醇在柴油機上應用的關鍵。
　　本文針對目前我國大量保有農用柴油發(fā)動機以及能源短缺的現狀，進行了乙醇在農用柴油發(fā)動機上實現乙醇/柴油雙燃料供給燃燒的相關研究，主要研究內容如下：
　?。?）結合目前的試驗條件，在發(fā)動機的進氣歧管上加裝一套乙醇噴射系統(tǒng)，通過發(fā)動機監(jiān)測系統(tǒng)適時檢測發(fā)動機工況，經數據采集卡、虛擬儀器軟件、驅動電路等環(huán)節(jié)，驅動乙醇噴醇器電磁閥的開啟，進而實現乙醇的適時、適量噴射。通過對乙醇供給系統(tǒng)的設計和關鍵參

3、數的優(yōu)化，使乙醇霧化后能夠滿足組合燃燒發(fā)動機的要求。通過建立乙醇供給量數學模型，為組合燃燒發(fā)動機乙醇的自動控制提供了理論依據。
　?。?）通過改變供油提前角，在原發(fā)動機其他參數結構不變的條件下進行組合燃燒發(fā)動機性能試驗，試驗結果表明，原發(fā)動機摻燒一定比例的乙醇后，組合燃燒發(fā)動機扭矩、有效功率顯著提升，扭矩最大可以提升12％，而當量燃料消耗率基本維持在原機水平。采用正交試驗設計的方法，建立在標定轉速下乙醇供給比例、發(fā)動機負荷率、供油

4、提前角對組合燃燒發(fā)動機有效功率、當量燃料消耗率、排氣溫度的三因素三水平正交試驗，試驗數據表明：在試驗條件下，最佳供油提前角為18°；隨著乙醇供給比例的增加，組合燃燒發(fā)動機動力性能顯著提升，排氣溫度有所降低；即乙醇供給比例和供油提前角對組合燃燒發(fā)動機性能有顯著影響。
　?。?）利用一次回歸正交試驗設計的方法，建立了在供油提前角為18度時，乙醇供給比例、發(fā)動機負荷和轉速與組合燃燒發(fā)動機有效功率、當量燃料消耗率的一次回歸模型，組合燃燒有

5、效功率的回歸模型為：
　　ùy1=1356706.-19964.x1-0007962.x2-0000001.x3+008075.xx21+0000069.xx32當量燃料消耗率的回歸模型ùy2-=.307113558+8214.x2+02028.x3-00078.xx32
　　通過對回歸模型的方差分析，表明回歸方程顯著且不失擬。上述回歸模型可以實現在全工況范圍內，實現乙醇最佳噴射比例的控制，滿足組合燃燒發(fā)動機動力性能和燃料經