DME-甲醇組合燃料HCCI燃燒和排放特性的試驗研究.pdf

1、隨著能源和環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻，人們越來越重視非石油基的代用燃料開發(fā)。二甲醚（DME）和甲醇都是含氧的清潔燃料，其來源廣泛，有優(yōu)越的燃燒和排放性能，被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的兩種發(fā)動機代用燃料。
　　 均質(zhì)充量壓縮燃燒（HCCI）相比傳統(tǒng)的燃燒方式，具有潛在的更低的NOX排放性能和更高的熱效率。但HCCI燃燒受失火和爆震的限制，穩(wěn)定運行的工況負(fù)荷范圍較窄，且著火點難以精確控制。采用調(diào)節(jié)不同著火性質(zhì)的燃料混合比來控制HCCI的著火過程是

2、一個行之有效的方法。基于這一學(xué)術(shù)思想，本文采用DME/甲醇雙燃料組合燃燒的方法來控制HCCI的著火，拓寬HCCI的工況范圍。
　　 本文以ZS195直噴式柴油機為原型機，將其改造為雙燃料進(jìn)氣道噴射發(fā)動機，并自行研發(fā)了一套甲醇電控噴油裝置，搭建了DME/甲醇雙燃料HCCI燃燒的專用試驗臺架。通過調(diào)節(jié)甲醇、DME的噴油量和采取進(jìn)氣加溫措施，解決了進(jìn)氣道噴射的甲醇難以全部蒸發(fā)氣化的問題，實現(xiàn)了HCCI發(fā)動機不同燃料混合比均質(zhì)混合氣的制

3、備。在此基礎(chǔ)上，開展了不同DME/甲醇燃料混合比、不同進(jìn)氣溫度下，變轉(zhuǎn)速和變負(fù)荷工況DME/甲醇組合燃料HCCI發(fā)動機燃燒性能和常規(guī)排放特性的試驗，并利用氣相色譜和傅里葉紅外光譜分析技術(shù)對其非常規(guī)排放物，如甲醛、乙醛、甲醇、甲酸甲酯等進(jìn)行了檢測分析。為了加深對DME/甲醇雙燃料HCCI燃燒特性的理解，利用自編的DME/甲醇組合燃料HCCI發(fā)動機的放熱率計算程序，對試驗結(jié)果進(jìn)行了計算分析。
　　 研究結(jié)果表明，采用DME/甲醇組合

4、燃燒的方式可以有效拓寬HCCI的工況范圍，隨著甲醇噴油量的增加，發(fā)動機的最大輸出功率增大，HC、CO的排放增加，NOX的排放減少，甲醛、乙醛、甲醇、甲酸甲酯和DME的排放都有所增加；隨著發(fā)動機負(fù)荷的增加，HC、CO的排放降低，NOX的排放略微增加，甲醛的排放增加，乙醛、甲醇、和DME的排放減少，甲酸甲酯的排放先減少后增加；隨著進(jìn)氣溫度的提高，HC和CO的排放降低，NOX和甲醛的排放增加，乙醛、甲醇、甲酸甲酯和DME的排放均降低。