2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展和汽車保有量的高速增長,我們正面臨著石油資源的短缺和環(huán)保法規(guī)日益嚴格的雙重壓力。尋找新的石油替代燃料,特別是清潔燃料,在減少汽車能源消耗的同時降低其產(chǎn)生的污染物排放,成為各個國家迫切需要解決的重大問題。因此,如何在后石油時代,針對我國的自然條件和能源資源特色,積極發(fā)展汽車清潔代用燃料,逐步改變汽車能源結(jié)構(gòu),實現(xiàn)能源在發(fā)動機上的高效、低污染燃燒,控制汽車發(fā)動機產(chǎn)生的污染物排放對我國城市大氣質(zhì)量日趨嚴重的影

2、響,已成為我國能源與環(huán)境研究中的一個十分重大和緊迫的研究課題。柴油代用燃料主要有F-T柴油(天然氣制合成油GTL、煤制油CTL、生物制合成油BTL)、生物柴油、二甲醚(DME)等三種。本文以TDI柴油機及配備TDI柴油機的帕薩特柴油轎車為研究對象,對新型天然氣制合成油(簡稱“GTL柴油”)進行了在TDI柴油機和帕薩特柴油轎車整車上的應(yīng)用基礎(chǔ)研究,在GTL柴油、GTL柴油與石化柴油混合燃料的理化特性;發(fā)動機燃用GTL柴油及其混

3、合燃料的性能和燃燒特性、常規(guī)排放、非常規(guī)排放;整車燃用GTL柴油及其混合燃料的性能和排放等方面進行了較為系統(tǒng)的研究。驗證了GTL柴油在先進TDI柴油機上使用的優(yōu)點,同時證明了使用由氣態(tài)經(jīng)F-T合成工藝液化后得到的液態(tài)燃料能夠滿足未來的環(huán)保要求。主要研究內(nèi)容和研究結(jié)果如下:(1)GTL柴油—柴油混合燃料理化特性研究。結(jié)果表明:由于GTL柴油的十六烷值遠高于柴油,其著火性能優(yōu)于純柴油,有利于改善發(fā)動機的冷啟動性能,并使燃燒柔和

4、,降低燃燒噪聲。另外,GTL柴油的密度略低于純柴油,盡管其質(zhì)量低熱值略高于柴油,但體積熱值仍低于柴油。第三,GTL柴油的餾程低于柴油,而且GTL柴油的芳烴含量和硫含量極低,有利于GTL柴油在發(fā)動機缸內(nèi)的燃燒,有效降低柴油機的微粒和碳煙排放。最后,GTL柴油的閃點高于柴油,在運輸和儲存中更為安全。而且,GTL柴油—柴油混合燃料的十六烷值、質(zhì)量低熱值、密度、含硫量等參數(shù)均隨GTL柴油在普通柴油中的摻混體積比例增加而呈線性變化。

5、(2)TDI柴油機燃用GTL柴油—柴油混合燃料的燃燒和性能分析。研究結(jié)果表明:首先,隨著負荷的增加,發(fā)動機缸內(nèi)壓力波動幅度整體呈增大的趨勢。純石化柴油(G0D100)的波動幅度最大,摻混GTL柴油后混合燃料的波動幅度減弱,GTL柴油的燃燒相對柔和。其次,放熱始點隨負荷的降低而后移,放熱率波動幅度隨負荷的降低而增大。第三,滯燃期的實測和計算結(jié)果均表明,隨著GTL柴油混合比例的增加,混合燃料的燃燒滯燃期終點均有所提前;而且,轉(zhuǎn)速

6、提高后,燃燒始點提前。第四,與純石化柴油(G0D100)比較,柴油機燃用摻混有GTL柴油的混合燃料后動力性能有所下降,但幅度很小,最高值不超過5%。最后,GTL柴油—柴油混合燃料按重量計的比燃油消耗率有所下降,與純石化柴油(G0D100)相比,燃用純GTL柴油(G100D0)時油耗各轉(zhuǎn)速點平均下降5%左右。但是,在整車模擬NEDC試驗循環(huán)測試時,GTL柴油—柴油混合燃料按體積計的百公里油耗略有增加,純GTL柴油(G100D0)

7、略高于純石化柴油(G0D100)3~5%左右。(3)GTL柴油—柴油混合燃料在TDI柴油機上的常規(guī)排放特性研究。研究結(jié)果表明:首先,隨著GTL柴油摻混比例的提高,柴油機的HC、CO、NOX、PM排放逐漸降低。其次,對于NOx排放,各種燃料的NO排放隨著負荷增加而增加,高溫有利于NO的生成,GTL柴油的燃燒相對柔和,可以降低發(fā)動機的NO排放;NO2排放在低負荷和高負荷均較低,中間負荷最高,大負荷高溫不利于NO2的生成;N2O

8、排放量極低,在低負荷時有一定生成量,中高負荷的N2O排放幾乎為零。第三,煙度隨GTL柴油摻混比例的提高而逐漸下降,與純石化柴油(G0D100)相比,純GTL柴油(G100D0)的煙度降幅達44.3%。最后,純GTL柴油(G100D0)與純石化柴油(G0D100)的微粒粒徑分布形態(tài)類似。中低負荷下,微粒分布呈現(xiàn)雙峰,微粒以成核和聚集模式形成為主;滿負荷下缸內(nèi)高溫使成核模式微粒減少,促使更多聚集模式微粒的生成,微粒呈單峰分布。

9、(4)GTL柴油—柴油混合燃料在TDI柴油機上的非常規(guī)排放特性研究。研究結(jié)果表明:GTL柴油可有效降低發(fā)動機溫室氣體和有毒氣體排放。首先,GTL柴油可有效地減輕溫室氣體對環(huán)境的危害。與純石化柴油(G0D100)相比,純GTL柴油(G100D0)的CO2排放減少了2.02%,CH4和N2O均大幅度降低。其次,純GTL柴油(G100D0)可有效降低發(fā)動機醛類和二氧化硫排放。與純石化柴油(G0D100)相比,純GTL柴油(G100D

10、0)的外特性乙醛排放平均降幅達93.8%,低負荷甲醛排放最高降幅達50%,二氧化硫的最高降幅也達到74.1%。(5)柴油轎車燃用GTL柴油—柴油混合燃料排放特性研究。研究結(jié)果表明:NEDC試驗循環(huán)中,除NOX排放外,市區(qū)循環(huán)工況產(chǎn)生的HC、CO、HC+NOx、CO2排放和百公里油耗均高于市郊循環(huán)工況。與國Ⅲ排放標準相比,純GTL柴油(G100D0)的HC、CO、NOx、PM排放分別降低81.67%、89.84%、15.90%

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