直喷式柴油机燃用甲醇-二甲醚二元燃料性能的试验研究

论文摘要

本文首先对国内外能源状况进行了一定的了解，认识到中国正面临着巨大的压力，石油资源不足，环境污染严重，因此在发动机上除采用各种节能措施以更有效地利用现有能源外，寻找新一代能源，则是更为主动的减少对石油资源过分依赖的途径。甲醇和二甲醚作为发动机清洁的代用燃料，显示了其巨大的发展潜力，这正好可以充分有效的利用我国丰富的煤炭资源。 本文对甲醇和二甲醚替代石油的可行性进行了分析，总结了甲醇和二甲醚在柴油机中应用的技术途径、方法及其优缺点，并结合两种燃料的优点，就不同比例的甲醇一二甲醚二元燃料DM90(按质量比，二甲醚占90％，甲醇占10％)、DM80混合后喷入柴油机气缸对发动机的影响进行了相关的试验研究及理论分析。 本研究在不改变原柴油机基本结构基础上，为了实现了二甲醚引燃甲醇燃料的燃烧方式，采取了一系列的措施：对燃料供给系统进行了必要的改造以使二元燃料DM90、DM80适合在发动机上的应用；对进气进行了加热以弥补因两种燃料大的汽化潜热造成缸内气温严重下降的问题；重新设计了燃油滤清器以保证二元燃料供给系统安全可靠运行，试验表明系统能够稳定可靠工作。 在试验台架上开展了1100TD发动机燃用不同比例的甲醇—二甲醚二元燃料DM90、DM80对发动机的运转稳定性、动力经济性、排放性等的特性试验。对发动机燃用不同比例的二元燃料的不同供油提前角进行调整，结果表明，发动机燃用DM90、DM80二元燃料在喷油提前角为14.6°CA时，动力性和经济性均达到最佳值。用二甲醚引燃甲醇，发动机可以获得和柴油机相当的功率，经济性在下中低速时优于

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 柴油机上代用燃料的研究进展
• 1.2.1 甲醇燃料在柴油机上的应用
• 1.2.2 二甲醚在柴油机上的应用
• 1.3 本课题选题意义
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 甲醇、二甲醚的物化特性
• 2.1 甲醇的物理化学特性
• 2.2 甲醇燃料对发动机性能的影响
• 2.2.1 化学成分及燃烧产物
• 2.2.2 甲醇的沸点及蒸汽压
• 2.2.3 辛烷值
• 2.2.4 汽化潜热
• 2.2.5 着火极限
• 2.2.6 火焰传播速度
• 2.3 甲醇燃料的缺点
• 2.4 对燃用甲醇的技术方案的研究
• 2.4.1 乳化法
• 2.4.2 助燃法
• 2.4.3 柴油引燃法
• 2.5 二醚燃料对发动机性能的影响
• 2.5.1 化学成分及燃烧产物
• 2.5.2 十六烷值
• 2.5.3 汽化潜热
• 2.5.4 雾化特性
• 2.5.5 腐蚀性
• 2.6 二甲醚作为柴油机代用燃料的困难
• 2.7 国内外对二甲醚的研究
• 2.8 甲醇、二甲醚在压燃式发动机上的应用
• 第三章 甲醇二甲醚供油系统优化匹配
• 3.1 实验发动机
• 3.2 二元燃料的燃油供给系统
• 3.2.1 滤清器的设计
• 3.2.2 燃油消耗率的测定
• 3.2.3 加压泵的功能与作用
• 3.3 供油量的调整
• 3.3.1 柱塞式喷油泵的结构简介
• 3.3.2 柱塞式喷油泵工作原理
• 3.3.3 柱塞式喷油泵柱塞有效行程的调整
• 3.3.4 柱塞直径的加大
• 3.3.5 供油提前角的调整
• 3.4 喷油器的调整
• 3.4.1 喷油器的工作原理
• 3.4.2 喷油器的开启压力调压方式
• 3.5 测量装置与发动机台架布置
• 第四章 甲醇／二甲醚发动机性能及排放特性的研究
• 4.1 引言
• 4.2 甲醇／二甲醚二元燃料在台架上的实验
• 4.3 二元燃料发动机的动力性和经济性
• 4.4 二元燃料发动机的排放水平
• 4.4.1 NOx排放
• 4.4.2 二元燃料DM90、DM80和柴油的NOX排放对比
• 4.4.3 CO排放
• 4.4.4 二元燃料DM90、DM80和柴油的CO排放对比
• 4.4.5 HC排放
• 4.4.6 二元燃料DM90、DM80和柴油的HC排放对比
• 4.4.7 碳烟排放
• 4.4.8 二元燃料DM90、DM80和柴油的烟度排放对比
• 4.5 小结
• 第五章 全文工作总结及展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文