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原文传递正丁醇HCCI发动机试验研究

论文题名：	正丁醇HCCI发动机试验研究
关键词：	双缸柴油机;均质压燃发动机;正丁醇;燃烧特性;仿真试验
摘要：	环境问题一直是人类敏感的话题,而内燃机排放是环境污染的主要来源。车用发动机是目前使用范围最广、使用量最大的内燃机,其燃烧状况直接影响着整车性能指标和排放指标。为了优化车用发动机的工作过程和燃烧方式,世界各国积极地进行着内燃机新型燃烧技术的研究和应用,寻求节能减排效果更好的方法。与此同时,生物燃料、醇醚类燃料等新能源也在内燃机研究中不断被试验和使用。传统发动机的燃烧模式带有火焰传播和强气流运动,并伴随着热扩散或物质扩散,排放较高,热效率较低。而新型燃烧模式—均质压燃(HCCI)以均匀充量、压缩着火的形式可达到高效、低排的目标。HCCI发动机缸内燃烧属于低温燃烧,对燃料具有良好的适应性和利用率,但燃烧始点和燃烧相位难以控制,运行范围较窄。如果能解决燃烧相位和运行范围等技术难题, HCCI发动机的应用价值将不可估量。为了研究醇类燃料HCCI燃烧特性,实现其燃烧始点可控以及运行范围的拓展,本文对一台双缸柴油机进行改造后,通过控制进气温度在120℃~160℃和转速在900r/min~1200r/min变化来研究不同混合气浓度的正丁醇HCCI燃烧和排放特性。　　正丁醇HCCI发动机台架采用PFI喷射系统来制备均质混合气,进排气系统和燃油供给系统经过可靠改造,在试验准备阶段进行了传感器的安装和上止点的标定、喷油时刻的确定等。试验结果表明,进气加热有助于改善正丁醇HCCI发动机燃烧和降低排放,随进气温度升高,气缸压力峰值、放热率峰值都增大,缸内温度升高,着火始点提前,燃烧持续期缩短,循环变动减小,HC和CO排放均减少;过量空气系数对正丁醇HCCI发动机的燃烧和排放影响也比较大,随着过量空气系数的减小,缸压和压力升高率峰值增大,燃烧过程中的放热率和缸内温度升高,燃烧始点变化不明显而压力峰值出现时刻略有提前,燃烧持续期缩短,循环变动变小,HC排放增加而CO排放减少;随转速的增加,正丁醇HCCI发动机的压力峰值、放热率峰值和缸内温度峰值都升高,燃烧持续期变化不大,循环变动减小,HC排放增加,CO排放减少;试验过程中NOx排放较低。　　此外,本文还研究了试验进气温度范围内不同浓度混合气的指示压力和指示热效率,并确定了正丁醇HCCI发动机的运行范围。
作者：	沈业春
专业：	动力机械及工程
导师：	张春化
授予学位：	硕士
授予学位单位：	长安大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文