基于电控喷射系统的柴油-甲醇双燃料发动机的研究

• 作 者: 李吉朋
• 机 构: 华中科技大学
• 出 处: 华中科技大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 柴油-甲醇 混合燃烧 进气道喷射 电子控制 燃油经济性

随着化石燃料的日益匮乏、排放法规日益严格，发展能在内燃机缸内燃烧的替代清洁燃料已是目前重要的研究方向。大批科研工作者使用一些替代燃料加入柴油机、汽油机的混合燃烧当中，并取得了良好的经济性、动力性、清洁性。比如生物柴油、乙醇、甲醇、二甲醚等等。其中甲醇作为替代能源不仅可以降低主要有害物的排放，还可以提高燃油经济性，日益受到人们的重视。本文以甲醇作为替代能源，着重分析甲醇作为替代能源的优势，采用柴油甲醇双喷射混合燃烧方式，即在进气道喷射甲醇，而保留原机喷射系统，实现了缸内混合燃烧。通过开发相应的ECU控制气道甲醇的喷射量和喷射时刻，根据不同工况，选取不同甲醇参入量来研究发动机经济性和排放性能，并和纯柴油燃烧产物进行对比。通过在一台单缸机进行的试验，结果证明，相对纯柴油，掺烧甲醇可以有效降低NO化合物的排放。中低负荷时候，由于缸内温度本身比较低，NO随着甲醇掺入量的增多减少非常明显，高负荷时由于甲醇对于燃烧的富氧作用，会在某个掺烧比下出现增多趋势。随着甲醇掺入量增多，未燃烧的HC和CO也随之增多，在中低负荷时尤其明显，由于高负荷时的燃烧相对较为充分，高负荷HC排放相对较低。另外甲醇的加入也使碳烟排放大幅下降。在燃油经济性方面，低负荷时，随着掺烧比变大，当量燃油消耗量出现增加趋势，而在中高负荷时，则随着掺烧比增加而减少，因此应该在低负荷时燃烧纯柴油，中高负荷燃烧混合燃料。通过此次试验，可以得出结论，掺烧比一定要控制在适当的水平，这样既可以获得较好的排放效果，又可以有良好的燃油经济性。