醇醚燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒與排放特性的研究.pdf

1、醇醚燃料作為對(duì)石油資源的補(bǔ)充，對(duì)于我國(guó)的能源安全來(lái)說(shuō)具有深遠(yuǎn)的意義。將醇醚與柴油混合后應(yīng)用到壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)可使其排放取得基本無(wú)煙、低氮氧化物(NOx)的效果，促進(jìn)環(huán)境狀況的改善。
　　本文以4100Q發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)，建立了燃燒室模型，研究甲醇、二甲醚、柴油三種燃料不同摻燒比的內(nèi)部流場(chǎng)狀態(tài)和排放情況，確定最佳摻燒比，并在此最佳摻燒比的基礎(chǔ)上確定最佳噴油參數(shù)。本文主要研究工作如下:
　　(1)利用AVL-FIRE軟件建立了4100Q

2、發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室模型并進(jìn)行了網(wǎng)格的劃分，將仿真值與試驗(yàn)值進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了燃燒室模型的合理性。
　　(2)以質(zhì)量比固定柴油含量70％不變，分別將甲醇以12％、8％、4％和0％的比例添加到柴油當(dāng)中，其余添加二甲醚。研究了這4種混合燃料在2200r/min高負(fù)荷工況下缸內(nèi)溫度、壓力、累積放熱量、NOx和Soot排放的情況，并與柴油作了比較。結(jié)果表明:在高負(fù)荷工況下，混合燃料中甲醇含量越多，缸內(nèi)壓力越大，但是缸內(nèi)壓力峰值對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角位置

3、基本不變;隨著混合燃料中甲醇含量的升高，放熱率曲線峰值減小，最高缸內(nèi)溫度呈下降趨勢(shì)，NOx排放量降低，Soot排放量上升。
　　(3)以質(zhì)量比固定甲醇含量12％不變，分別將柴油以70％、60％、50％和40％的比例添加到混合燃料中，其余添加二甲醚。在2200r/min高負(fù)荷工況下分析了這四種混合燃料的燃燒過(guò)程與排放情況，并與柴油作了對(duì)比。結(jié)果表明:隨著柴油含量的降低，缸內(nèi)壓力逐漸降低，壓力峰值所在曲軸轉(zhuǎn)角基本不變，放熱量逐漸增加，

4、缸內(nèi)溫度逐漸降低;隨著柴油含量的降低，NOx排放量有所升高，Soot排放量降低。由以上可得出混合燃料的最佳摻燒比，最終選定柴油含量70％，甲醇含量12％，二甲醚含量18％的比例。
　　(4)研究了噴油參數(shù)對(duì)最佳摻燒比的混合燃料燃燒和排放特性的影響，包括噴油提前角、噴油持續(xù)期、噴油規(guī)律。結(jié)果表明:噴油提前角減小，缸內(nèi)壓力和缸內(nèi)溫度都隨之降低，NOx排放降低較為明顯，但是Soot排放差別不大;隨著噴油持續(xù)期的增大，缸內(nèi)壓力和缸內(nèi)溫度也