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电热塞助燃式甲醇发动机的试验研究
| 论文题名： | 电热塞助燃式甲醇发动机的试验研究 |
| 关键词： | 电热塞;能量转换效率;放热规律;甲醇发动机 |
| 摘要： | 石油燃料的紧缺和生活环境的严重污染，我们逐渐认识到汽车带给我们便利的同时也产生了很多负面影响。节能减排环保成为目前全世界的焦点话题。经过大量研究发现甲醇作为车用清洁燃料有很大发展潜能，尤其山西省是富醇大省，如何合理使用甲醇发挥出它的特点来造福社会是面临的难题。 甲醇在柴油机中的应用实则属于预混合燃烧和扩散燃烧两种方式的研究:预混合燃烧是均质燃烧，燃料与空气有充分的混合时间，燃烧速度快，动力性好响应快，尾气排放低，但受到爆燃、热负荷和机械强度等因素的限制存在着缺陷，进一步强化发动机困难;扩散燃烧则避免了这些，它边混合边燃烧的方式使燃烧变得柔和，降低了热负荷和机械负荷，可以进一步增大动力性，但扩散燃烧会产生了大量的碳烟和NOx。甲醇一定比例的添加就对柴油机排放有很大的改善。本课题采用一种在柴油机的缸盖上加装一个电热塞的方式，在发动机运转的过程中一直通电处于加热状态，利用热面点火的方式进行点火，使甲醇以扩散燃烧的方式在柴油机中燃烧，可以提高甲醇的能量转换效率，提高动力性，改善经济性和排放。 本文在一台1115单缸柴油机上进行改装，首先把压缩比由原机的17提高到19，喷油泵柱塞直径由9.5mm更换为一个10.5mm的喷油泵，缸盖上安装一个电热塞助燃甲醇，同时安装缸压传感器来监控缸内燃烧状况，初步研究了供油提前角和压缩比对发动机性能的影响。 本文对比分析了原机燃用柴油和改装后燃用M100甲醇的性能，对燃用甲醇时在供油提前角提前4° CA、提前2°C A、推后2°CA分别进行了发动机台架试验，结果表明:动力性方面，在燃用甲醇和柴油的外特性曲线对比中，动力平均提高了10％;经济性方面，小负荷时甲醇的燃油消耗率平均是柴油的2倍，负荷变大后，甲醇燃油消耗率下降很多，与柴油消耗率相当;排放方面，对比了在1200r/min和1800r/min时燃用甲醇的HC、CO、NOx和炭烟排放。通过缸压传感器采集的试验数据，对柴油机缸内燃烧和放热规律进行了对比分析。 综合比较，柴油机用电热塞助燃甲醇燃烧的方式改装成的甲醇发动机可以提高动力性、改善经济性和排放，从发动机性能上体现出甲醇独特的优势。甲醇部分替代柴油的思路符合我国国情，值得我们深入研究。 |
| 作者： | 王晋 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 朱建军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 太原理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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