火花點火發(fā)動機燃用ABE/汽油混合燃料燃燒與排放特性的研究
發(fā)布時間：2020-12-05 19:14
丙酮-丁醇-乙醇（Acetone-Butanol-Ethanol,ABE）是一種新型潛在的發(fā)動機生物質代用燃料;與已有的傳統(tǒng)生物質替代燃料相比,因其低成本可再生性質而得到越來越廣泛的關注。目前,對ABE的應用研究尚處于起步階段。ABE是否適合作為發(fā)動機的生物質代用燃料,還需要從燃用ABE混合燃料發(fā)動機的動力性、燃油經濟性、排放特性以及循環(huán)變動特性等多個方面進行評價。論文以不同組分比例ABE的ABE/汽油混合燃料以及ABE與汽油不同摻混比例的ABE/汽油混合燃料為研究對象,通過試驗研究和數值仿真的方法,對ABE/汽油混合燃料發(fā)動機的燃燒特性、排放特性、循環(huán)變動特性以及ABE/汽油混合燃料化學反應機理等進行了研究;研究工作對于ABE作為火花點火發(fā)動機代用燃料的可行性評估以及ABE/汽油混合燃料發(fā)動機的研究具有重要的學術意義和工程應用價值。根據火花點火發(fā)動機燃用ABE/汽油混合燃料燃燒及排放特性試驗研究的需要,搭建了 ABE/汽油混合燃料發(fā)動機試驗臺架;確定了以氣相色譜法作為發(fā)動機非常規(guī)污染物測試與分析的方法,以及以氫火焰離子化檢測器和質譜儀作為發(fā)動機非常規(guī)污染物成分識別和污染物濃度檢測的方...
【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：221 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１－５論文結構??Ｆｉｇ．?１－５?Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ??
??發(fā)動機試驗臺架的組成和整體布局以及照片如圖２－１所示。發(fā)動機試驗臺架主??要包括試驗用發(fā)動機、測功機及其控制系統(tǒng)、ＡＢＥ／汽油混合燃料供給系統(tǒng)、常規(guī)??排放污染物和非常規(guī)排放污染物測試與分析系統(tǒng)等。??Ｉ￣￣￣排?柱??＾?，?采樣式排放分析Ｇ??Ｗｍ油泵?ａ?［Ｅ力傳ｈ器＾?？�。樱郏�?載氣??一采『由?？??進氣道?—￣；￣??軸角編碼器?｜?Ｉ????Ｉ?排氣道＼??－ｈＩＨ?▲?｜?；顯■??ｍｍｔｋＬ?．——ｉ??測功機測功機控制器?ＧＣ／ＭＳ?ＧＣ／ＦＩＤ??圖２－１發(fā)動機試驗臺架組成及布局??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｎｇｉｎｅ?ｓｙｓｔｅｍ??發(fā)動機試驗臺架使用的測功機是通用電氣（ＧＥ）公司生產的電渦流測功機，??其控制儀使用的是ＤｙｎｅＳｙｓｔｅｍ公司生產的測功機控制儀；該控制儀可以控制ＤＴＣ??節(jié)氣門開度，并可以對發(fā)動機工況進行數據采集、控制及調節(jié)。??發(fā)動機電子控制單元的控制軟件是自行編寫，可以實現對發(fā)動機點火時間、??空燃比等參數進行調節(jié)和控制。??在發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)中，釆用了博世（Ｂｏｓｃｈ）公司生產的油泵、燃油濾清??器和噴油器。試驗前
產的氣相色譜儀－質譜儀和惠普（Ｈｅｗｌｅｔｔ?Ｐａｃｋａｒｄ）公司生產的氣相色譜儀－氫火焰??離子化檢測器對發(fā)動機非常規(guī)污染物的排放進行樣本采集和分析。??發(fā)動機試驗臺架照片如圖２－２所示。試驗研究中使用的主要設備和測試儀器如??表２－２所示。??國■??＿?一?釀‘＋??圖２－２試驗用發(fā)動機（左）及測功機（右）??Ｆｉｇ．?２－２?Ｅｎｇｉｎｅ?（ｌｅｆｔ）?ａｎｄ?ｄｙｎａｍｏｍｅｔｅｒ?（ｕｐｐｅｒ）??表２－２試驗臺架主要設備和測試儀器．??Ｔａｂｌｅ?２－２?Ｍａｉｎ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ａｎｄ?ｔｅｓｔ?ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｅｓｔ?ｂｅｎｃｈ??名稱?型號??噴油泵?Ｂｏｓｃｈ?Ｐ／Ｎ?０－４５０－９０５??噴油器?Ｂｏｓｃｈ?Ｐ／Ｎ?０－２８０－１５０??測功機?ＧＥＴＬＣ－１５??測功機控制儀?ＤｙｎｅＳｙｅｔｅｍ?ＤＹＮ－ＬＯＣＩＶ??燃燒分析儀?Ｋｉｓｔｌｅｒ?Ｋｉｂｏｘ??排放分析儀?Ｈｏｒｉｂａ?ＭＥＸＡ－７２０／ＭＥＸＡ?－５５４ＪＵ??氣相色譜儀－質譜儀?Ａｇｉｌｅｎｔ?６８９０Ｎ－５９７３Ｎ?ＭＳＤ??氣相色譜儀－氫火焰離子化檢測器?ＨＰ?５８９０??發(fā)動機電子控制單元?Ｍｅｇａｓｑｕｉｒｔ?ＩＩ?Ｖ３．０?ＥＣＵ??２．２．２燃燒測試設備??在進行ＡＢＥ／汽油混合燃料火花點火發(fā)動機燃燒特性試驗研究時，使用奇石樂??（Ｋｉｓｔｌｅｒ）公司的ＫｉＢｏｘ燃燒分析儀
【參考文獻】：
期刊論文
[1]中比例甲醇汽油臺架試驗及仿真研究[J]. 李昕光,張文超,李云杰,杜夢覃,張華,陳雪瑞. 森林工程. 2014(03)
[2]4氣門直噴式汽油機缸內湍流場多周期循環(huán)變動的大渦模擬[J]. 秦文瑾,解茂昭,賈明,王天友,劉大明. 內燃機學報. 2012(03)
[3]甲醇汽油互溶性影響的研究[J]. 胡文斌. 化學工程與裝備. 2012(01)
[4]小型通用汽油機燃用甲醇/汽油排放研究[J]. 侯樂福,王忠,倪培永,侯令川. 機械設計與制造. 2011(09)
[5]基于充分攪拌反應器模型簡化詳細反應機理[J]. 王慧汝,金捷. 航空動力學報. 2010(07)
[6]正庚烷復雜化學框架與全局簡化機理構筑[J]. 蔣勇,邱榕. 高等學�；瘜W學報. 2010(02)
[7]甲醇空氣預混層流燃燒的簡化化學反應動力學機理[J]. 冉帆,王錫斌,朱瑞軍,黃佐華. 西安交通大學學報. 2009(09)
[8]車用甲醇汽油的溶脹性研究[J]. 王殿虎,夏曉,張珺. 化學工業(yè). 2009(Z1)
[9]甲醇發(fā)動機排放特性的研究[J]. 汪洋,王靜,史春濤,王雪雁,范國梁. 內燃機學報. 2007(01)
[10]CNG發(fā)動機火核形成和發(fā)展的三維數值模擬研究[J]. 虞育松,李國岫,姚寶峰. 工程熱物理學報. 2006(S2)
博士論文
[1]高速汽油機燃用丁醇汽油的性能及化學反應機理研究[D]. 劉凱敏.湖南大學 2018
[2]高壓直噴天然氣發(fā)動機燃燒和排放特性研究[D]. 李孟涵.山東大學 2017
[3]發(fā)動機燃燒甲醇汽油混合燃料排放生成機理的仿真與實驗研究[D]. 凌鑫晨.浙江大學 2015
[4]直噴增壓汽油機火焰?zhèn)鞑ゼ氨鹑紵^程的多維數值模擬[D]. 王方.清華大學 2015
碩士論文
[1]摻氫對丁醇點燃式發(fā)動機起動及怠速性能影響的仿真研究[D]. 黃珊.吉林大學 2018
[2]廢氣再循環(huán)對氫氣汽油雙燃料發(fā)動機性能影響的仿真研究[D]. 呂赫.吉林大學 2017
[3]柴油—天然氣雙燃料發(fā)動機燃燒及排放特性數值仿真研究[D]. 張格健.哈爾濱工程大學 2017
[4]氫氣對稀燃汽油機燃燒循環(huán)變動影響的研究[D]. 唐洋.吉林大學 2016
[5]基于大渦模擬方法的二沖程發(fā)動機循環(huán)變動特性研究[D]. 朱宏.上海交通大學 2015
[6]基于大渦模擬方法的二沖程發(fā)動機缸內冷態(tài)流場循環(huán)變動模擬研究[D]. 王傳毅.上海交通大學 2014
[7]汽油機使用甲醇汽油混合燃料的燃燒和排放仿真及試驗研究[D]. 劉若飛.浙江大學 2013
[8]甲醇汽油排放建模與預測[D]. 張霞.清華大學 2009
本文編號：2899947
【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：221 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖１－５論文結構??Ｆｉｇ．?１－５?Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ??
??發(fā)動機試驗臺架的組成和整體布局以及照片如圖２－１所示。發(fā)動機試驗臺架主??要包括試驗用發(fā)動機、測功機及其控制系統(tǒng)、ＡＢＥ／汽油混合燃料供給系統(tǒng)、常規(guī)??排放污染物和非常規(guī)排放污染物測試與分析系統(tǒng)等。??Ｉ￣￣￣排?柱??＾?，?采樣式排放分析Ｇ??Ｗｍ油泵?ａ?［Ｅ力傳ｈ器＾?？�。樱郏�?載氣??一采『由?？??進氣道?—￣；￣??軸角編碼器?｜?Ｉ????Ｉ?排氣道＼??－ｈＩＨ?▲?｜?；顯■??ｍｍｔｋＬ?．——ｉ??測功機測功機控制器?ＧＣ／ＭＳ?ＧＣ／ＦＩＤ??圖２－１發(fā)動機試驗臺架組成及布局??Ｆｉｇ．?２－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｎｇｉｎｅ?ｓｙｓｔｅｍ??發(fā)動機試驗臺架使用的測功機是通用電氣（ＧＥ）公司生產的電渦流測功機，??其控制儀使用的是ＤｙｎｅＳｙｓｔｅｍ公司生產的測功機控制儀；該控制儀可以控制ＤＴＣ??節(jié)氣門開度，并可以對發(fā)動機工況進行數據采集、控制及調節(jié)。??發(fā)動機電子控制單元的控制軟件是自行編寫，可以實現對發(fā)動機點火時間、??空燃比等參數進行調節(jié)和控制。??在發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)中，釆用了博世（Ｂｏｓｃｈ）公司生產的油泵、燃油濾清??器和噴油器。試驗前
產的氣相色譜儀－質譜儀和惠普（Ｈｅｗｌｅｔｔ?Ｐａｃｋａｒｄ）公司生產的氣相色譜儀－氫火焰??離子化檢測器對發(fā)動機非常規(guī)污染物的排放進行樣本采集和分析。??發(fā)動機試驗臺架照片如圖２－２所示。試驗研究中使用的主要設備和測試儀器如??表２－２所示。??國■??＿?一?釀‘＋??圖２－２試驗用發(fā)動機（左）及測功機（右）??Ｆｉｇ．?２－２?Ｅｎｇｉｎｅ?（ｌｅｆｔ）?ａｎｄ?ｄｙｎａｍｏｍｅｔｅｒ?（ｕｐｐｅｒ）??表２－２試驗臺架主要設備和測試儀器．??Ｔａｂｌｅ?２－２?Ｍａｉｎ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ?ａｎｄ?ｔｅｓｔ?ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｅｓｔ?ｂｅｎｃｈ??名稱?型號??噴油泵?Ｂｏｓｃｈ?Ｐ／Ｎ?０－４５０－９０５??噴油器?Ｂｏｓｃｈ?Ｐ／Ｎ?０－２８０－１５０??測功機?ＧＥＴＬＣ－１５??測功機控制儀?ＤｙｎｅＳｙｅｔｅｍ?ＤＹＮ－ＬＯＣＩＶ??燃燒分析儀?Ｋｉｓｔｌｅｒ?Ｋｉｂｏｘ??排放分析儀?Ｈｏｒｉｂａ?ＭＥＸＡ－７２０／ＭＥＸＡ?－５５４ＪＵ??氣相色譜儀－質譜儀?Ａｇｉｌｅｎｔ?６８９０Ｎ－５９７３Ｎ?ＭＳＤ??氣相色譜儀－氫火焰離子化檢測器?ＨＰ?５８９０??發(fā)動機電子控制單元?Ｍｅｇａｓｑｕｉｒｔ?ＩＩ?Ｖ３．０?ＥＣＵ??２．２．２燃燒測試設備??在進行ＡＢＥ／汽油混合燃料火花點火發(fā)動機燃燒特性試驗研究時，使用奇石樂??（Ｋｉｓｔｌｅｒ）公司的ＫｉＢｏｘ燃燒分析儀
【參考文獻】：
期刊論文
[1]中比例甲醇汽油臺架試驗及仿真研究[J]. 李昕光,張文超,李云杰,杜夢覃,張華,陳雪瑞. 森林工程. 2014(03)
[2]4氣門直噴式汽油機缸內湍流場多周期循環(huán)變動的大渦模擬[J]. 秦文瑾,解茂昭,賈明,王天友,劉大明. 內燃機學報. 2012(03)
[3]甲醇汽油互溶性影響的研究[J]. 胡文斌. 化學工程與裝備. 2012(01)
[4]小型通用汽油機燃用甲醇/汽油排放研究[J]. 侯樂福,王忠,倪培永,侯令川. 機械設計與制造. 2011(09)
[5]基于充分攪拌反應器模型簡化詳細反應機理[J]. 王慧汝,金捷. 航空動力學報. 2010(07)
[6]正庚烷復雜化學框架與全局簡化機理構筑[J]. 蔣勇,邱榕. 高等學�；瘜W學報. 2010(02)
[7]甲醇空氣預混層流燃燒的簡化化學反應動力學機理[J]. 冉帆,王錫斌,朱瑞軍,黃佐華. 西安交通大學學報. 2009(09)
[8]車用甲醇汽油的溶脹性研究[J]. 王殿虎,夏曉,張珺. 化學工業(yè). 2009(Z1)
[9]甲醇發(fā)動機排放特性的研究[J]. 汪洋,王靜,史春濤,王雪雁,范國梁. 內燃機學報. 2007(01)
[10]CNG發(fā)動機火核形成和發(fā)展的三維數值模擬研究[J]. 虞育松,李國岫,姚寶峰. 工程熱物理學報. 2006(S2)
博士論文
[1]高速汽油機燃用丁醇汽油的性能及化學反應機理研究[D]. 劉凱敏.湖南大學 2018
[2]高壓直噴天然氣發(fā)動機燃燒和排放特性研究[D]. 李孟涵.山東大學 2017
[3]發(fā)動機燃燒甲醇汽油混合燃料排放生成機理的仿真與實驗研究[D]. 凌鑫晨.浙江大學 2015
[4]直噴增壓汽油機火焰?zhèn)鞑ゼ氨鹑紵^程的多維數值模擬[D]. 王方.清華大學 2015
碩士論文
[1]摻氫對丁醇點燃式發(fā)動機起動及怠速性能影響的仿真研究[D]. 黃珊.吉林大學 2018
[2]廢氣再循環(huán)對氫氣汽油雙燃料發(fā)動機性能影響的仿真研究[D]. 呂赫.吉林大學 2017
[3]柴油—天然氣雙燃料發(fā)動機燃燒及排放特性數值仿真研究[D]. 張格健.哈爾濱工程大學 2017
[4]氫氣對稀燃汽油機燃燒循環(huán)變動影響的研究[D]. 唐洋.吉林大學 2016
[5]基于大渦模擬方法的二沖程發(fā)動機循環(huán)變動特性研究[D]. 朱宏.上海交通大學 2015
[6]基于大渦模擬方法的二沖程發(fā)動機缸內冷態(tài)流場循環(huán)變動模擬研究[D]. 王傳毅.上海交通大學 2014
[7]汽油機使用甲醇汽油混合燃料的燃燒和排放仿真及試驗研究[D]. 劉若飛.浙江大學 2013
[8]甲醇汽油排放建模與預測[D]. 張霞.清華大學 2009
本文編號：2899947
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