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汽油掺烧甲醇裂解气发动机性能仿真与参数标定研究
| 论文题名： | 汽油掺烧甲醇裂解气发动机性能仿真与参数标定研究 |
| 关键词： | 汽车燃料;甲醇裂解气;汽油;混合燃烧;动力特性;控制参数 |
| 摘要： | 随着汽车保有量的不断增加和石油资源的日益短缺以及不断加剧的大气污染，寻找清洁可替代燃料意义重大。考虑甲醇经过催化裂解后生成氢气和一氧化碳，利用甲醇裂解气与燃料掺烧，有助于发动机燃烧效率的提高和排放污染物的降低。而且，我国煤炭资源丰富，拥有成熟的煤制甲醇生成技术，为甲醇的供应提供了强有力的保证，甲醇作为清洁可替代燃料具有广泛前景。 本文以某型号汽油机为研究对象，基于GT-POWER建立其仿真模型并进行了参数标定。对外特性工况下的扭矩、燃油消耗率和部分负荷下的缸压曲线进行了仿真和实验对比分析，结果表明仿真结果与实验数据误差小于5％，满足仿真分析要求。在分析甲醇裂解气特性参数的基础上，基于假设模型推导出了等效空燃比的计算公式，为仿真模型中相关参数的设置提供了理论基础。 仿真结果表明：在外特性工况下与原机相比，燃用甲醇时发动机的动力性有所增加，而燃用理想甲醇裂解气时发动机的动力性降低。燃用甲醇和理想甲醇裂解气时发动机的当量燃料消耗率均有所增加。在部分负荷下保持甲醇裂解气替代比一定，随着甲醇裂解率的升高，发动机的动力性有所降低，但缸内压力升高，燃料放热提前，缸内燃烧改善。而当甲醇裂解率保持不变，随着甲醇裂解气替代比增加，发动机动力性降低，但缸内压力有所升高，混合气燃烧速度加快。在部分负荷下保持甲醇裂解率不变，过量空气系数增加时，发动机动力性降低，有效热效率先增加后减小；在特定甲醇裂解气替代比下，NOx排放随过量空气系数的增大先增加后减小，因此加入甲醇裂解气后采用稀薄燃烧方式可以有效降低NOx。在部分负荷下保持甲醇裂解率不变，随甲醇裂解气替代比的增加，最佳点火提前角减小；在特定的甲醇裂解气替代比下，点火提前角增大，缸内压力升高，混合气燃烧提前，缸内温度升高，NOx随点火提前角的增大迅速增加。 本文最后对特定工况下甲醇裂解气替代比为20%时发动机的控制参数进行了台架试验标定，获取了基本喷油脉宽MAP图和点火提前角MAP图，为后续发动机的优化提供基础。 |
| 作者： | 何磊 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 蒋炎坤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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