重型車輛甲醇柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)性能測(cè)試與分析.pdf

1、近年來(lái)日益嚴(yán)重的大氣污染問(wèn)題引起了全社會(huì)的高度關(guān)注，汽車排放的尾氣是造成大氣污染的重要因素之一。重型車輛燃料消耗量大，尾氣排放量大，對(duì)環(huán)境的影響也較大，因此，研究重型車輛尾氣排放技術(shù)具有重要意義。甲醇是一種較為理想的可替代汽油和柴油的車用燃料，目前甲醇在摻燒替代汽油方面方面取得了良好進(jìn)展，在我國(guó)部分地區(qū)得到較為廣泛的應(yīng)用。但由于甲醇具有與柴油互不相溶的特性，因此在甲醇替代柴油方面的應(yīng)用還很不理想。本文在科技部“863計(jì)劃”課題“甲醇柴油

2、機(jī)雙燃料技術(shù)”支持下，針對(duì)D10.34-30柴油機(jī)開(kāi)展甲醇柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究，通過(guò)柴油機(jī)改裝、性能測(cè)試分析和標(biāo)定，在原發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性基本不變、不加 SCR后處理的情況下，使發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能達(dá)到國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。
　　本文首先分析了甲醇作為柴油車用替代燃料的可行性以及甲醇柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及主要技術(shù)路線，介紹了重型車輛甲醇柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，選擇D10.34型國(guó)Ⅲ排放水平的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，對(duì)其機(jī)械部分和電器部

3、分進(jìn)行部分改造，改制后的甲醇柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)可以自由切換到純柴油模式或者雙燃燒模式而不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行，分析了甲醇柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理。
　　分別對(duì)柴油機(jī)在純柴油燃燒模式和甲醇柴油雙燃料燃燒模式下的發(fā)動(dòng)機(jī)外特性、部分負(fù)荷特性和排放性能進(jìn)行測(cè)試，從動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能等方面分析了甲醇柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)性能特點(diǎn)：（1）甲醇柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)能獲得和純柴油模式發(fā)動(dòng)機(jī)相同的動(dòng)力性，在外特性上甲醇對(duì)柴油的平均替代率為33.3％，在

4、轉(zhuǎn)速為1300r/min下替代率達(dá)到最大（44.5%）；甲醇柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的最低比油耗為185.7g/kWh，熱效率為45.61%，高于純柴油模式的熱效率；（2）發(fā)動(dòng)機(jī)在中低負(fù)荷時(shí)的甲醇替代率超過(guò)50%，在高負(fù)荷時(shí)的甲醇替代率超過(guò)40%，在發(fā)動(dòng)機(jī)50%負(fù)荷率下達(dá)到最大替代率（70%）；（3）甲醇柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)在外特性工況下，甲醇摻燒可以同時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)的顆粒污染物和NOX排放水平，甲醇替代率程度越高改善效果越明顯；（4）甲醇柴油雙燃料

5、模式下發(fā)動(dòng)機(jī)供油系統(tǒng)的柴油噴油參數(shù)的變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有著很大影響，雙燃料模式下的最大放熱率、壓力升高率、最高燃燒壓力都較純柴油模式明顯增加；（5）甲醇柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)安裝DOC后處理裝置對(duì)改善發(fā)動(dòng)機(jī)的排放有著明顯效果，并且能解決甲醛排放問(wèn)題。
　　最后總結(jié)了今后需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題：（1）甲醇噴射系統(tǒng)中部分零部件的耐腐蝕性和可靠性有待提高；（2）為滿足整車安裝需求，DOC后處理器還需要進(jìn)行輕量化、標(biāo)準(zhǔn)化和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等方面研究；（3）實(shí)驗(yàn)