PODE-甲醇組合燃燒在防爆柴油機(jī)中應(yīng)用研究.pdf

1、近年來(lái)，以防爆柴油機(jī)為牽引力的井下無(wú)軌運(yùn)輸逐漸成為主流，但是對(duì)柴油機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)行防爆改造，將導(dǎo)致其不能同時(shí)兼顧動(dòng)力性和排放特性，尤其微粒排放大大增加，這勢(shì)必威脅到井下工作人員的身心健康，改善防爆柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒過(guò)程，降低污染物排放已迫在眉睫。
　　PODE/甲醇組合燃燒模式改變了傳統(tǒng)柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒形式，提高燃燒等容度，進(jìn)而提高有效熱效率，這在一定程度上彌補(bǔ)了防爆柴油機(jī)動(dòng)力性的損失，同時(shí)這種燃燒模式能實(shí)現(xiàn)微粒的大幅度降低，但存在小負(fù)

2、荷工況THC、CO排放高和大負(fù)荷工況發(fā)動(dòng)機(jī)工作粗暴問(wèn)題。
　　本文采用進(jìn)氣道噴射高辛烷值的甲醇形成預(yù)混合氣，在缸內(nèi)噴射高十六烷值聚甲氧基二甲醚（polyoxymethylene dimethyl etheres，PODE）將其引燃，利用甲醇極高的抗爆性、較大的汽化潛熱和 PODE極好的著火性能拓寬甲醇在防爆柴油機(jī)中的負(fù)荷界限。進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，通過(guò)調(diào)整甲醇比例、壓縮比、試驗(yàn)燃料、供油提前角來(lái)改變缸內(nèi)燃燒過(guò)程，并加裝廢氣再循環(huán)（E

3、xhaust Gas Recycling，EGR）和氧化催化器(diesel oxidation catalyst，DOC)，在保證動(dòng)力性的前提下盡可能降低排放。研究結(jié)果表明，PODE/甲醇雙燃料組合燃燒能實(shí)現(xiàn)微粒超低排放，且大負(fù)荷下有效熱效率稍高于原機(jī)水平，通過(guò)降低壓縮比并結(jié)合EGR可以很好控制大負(fù)荷下的粗暴燃燒，采用DOC裝置可以使THC、CO排放降幅超過(guò)30％，供油提前角的改變可以一定程度上改善缸內(nèi)燃燒過(guò)程。
　　通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)

4、機(jī)缸內(nèi)壓力振蕩和燃燒噪聲指標(biāo)分析可知，甲醇比例對(duì)二者的影響與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷有關(guān)，負(fù)荷不同，缸內(nèi)燃燒溫度不同。小負(fù)荷缸內(nèi)溫度較低，易失火引起壓力振蕩，大負(fù)荷時(shí)，缸內(nèi)燃燒過(guò)程粗暴，壓力升高率急劇上升，造成壓力振蕩及燃燒噪聲加劇，但是通過(guò)EGR率的增加可明顯降低壓力振蕩和燃燒噪聲。利用正交試驗(yàn)分析方法分析了甲醇比例、壓縮比、供油提前角三因素對(duì)燃燒排放特性的影響，研究發(fā)現(xiàn)甲醇比例對(duì)燃燒排放特性的影響較大。
　　本文成功將組合燃燒模式應(yīng)用到防爆