磁电等离子体对降低汽车燃油消耗和尾气排放污染的实验研究

论文摘要

汽车已经成为人类社会必不可少的、便捷的交通工具和一个国家或地区现代化程度的重要标志。然而,汽车在给人们出行、货物运输带来便利的同时,也带来了能源供应紧张和环境污染等问题,并且随着汽车数量的增加,上述问题将变得更为突出。近年来,围绕汽车节能减排的技术发展非常快,包括机内机外技术和三元催化技术等都得到了广泛的研究。本文提出利用磁电等离子体技术对汽车进排气进行处理,对降低汽车燃油消耗和控制排放提供了一种新的思路和方法。本文对高压脉冲放电产生低温等离子体的原理进行了研究,分析了低温等离子体中产生的有效成分如O3、O、OH等与汽油机的主要污染物NOx、CO、HC等发生化学反应的过程,研究了低温等离子体极化激发态技术的原理,论述了利用磁电等离子体技术对降低燃油消耗和控制排放的方法。我们通过对现有的各种等离子体净化器的分析,结合实际条件对极化激发态进气装置和线筒式两级梯度电场等离子体净化器进行了优化设计,包括电源形式、电压和频率、放电参数和放电反应管的长度和直径等。为了验证等离子体装置在实际汽油机上的节能减排效果,我们在重庆大学内燃机实验室进行了一系列的发动机台架试验,发现等离子体装置对降低燃油消耗和降低排放都有较好的效果,在此同时我们也在实验中摸索等离子体装置的工作效率与发动机工况之间的变化规律。最后我们从整车的角度,在长安公司环境试验室进行整车排放试验进一步证明了等离子体装置节能减排理论的正确性。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 汽车工业概况
• 1.2 汽油机尾气成分及危害
• 1.2.1 一氧化碳对人体和环境的危害
• 1.2.2 氮氧化合物对人体和环境的危害
• 1.2.3 碳氢化合物对人体和环境的危害
• 1.3 燃烧过程中污染物的生成机理
• 1.3.1 一氧化碳的生成机理
• 1.3.2 氮氧化合物的生成机理
• 1.3.3 碳氢化合物的生成机理
• 1.4 发动机排气净化技术
• 1.4.1 现代排放控制技术
• 1.4.2 未来节能减排技术的发展
• 1.5 国内排放标准和燃油消耗标准
• 1.6 等离子体技术的发展与现状
• 1.6.1 等离子体的基本特性
• 1.6.2 等离子体在空气净化方面的发展
• 1.7 本文的主要研究内容
• 1.7.1 研究的意义
• 1.7.2 主要研究内容
• 2 应用等离子体节能减排的机理研究
• 2.1 高压脉冲放电理论
• 2.1.1 气体放电类型
• 2.1.2 气体放电理论
• 2.1.3 等离子体基元反应过程
• 2.2 强磁场等离子体对进气处理节能减排原理
• 2.2.1 燃烧机理
• 2.2.2 强磁场基本理论
• 2.3 梯度电场等离子体净化尾气的机理研究
• 2.3.1 低温等离子体净化尾气机理分析
• 2.3.2 梯度电场净化机理分析
• 3 低温等离子体净化装置设计
• 3.1 磁电等离子体极化激发态进气装置的设计
• 3.1.1 总体设计
• 3.1.2 放电反应器
• 3.1.3 磁环组
• 3.1.4 高压电源
• 3.2 梯度电场等离子体尾气净化装置的设计
• 3.2.1 总体设计
• 3.2.2 电源设计
• 4 试验研究与试验结果分析
• 4.1 试验装置与试验方法
• 4.2 磁电等离子体极化激发态进气装置试验研究
• 4.2.1 试验步骤
• 4.2.2 试验结果及分析
• 4.3 梯度电场等离子体尾气净化装置的试验研究
• 4.3.1 试验步骤
• 4.3.2 试验结果及分析
• 5 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 5.3 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文