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发动机燃用汽油与甲醇的性能对比研究
| 论文题名： | 发动机燃用汽油与甲醇的性能对比研究 |
| 关键词： | 汽车发动机;汽油发动机;甲醇发动机;燃烧性能 |
| 摘要： | 随着中国经济社会的快速发展，国内对汽车的需求量呈爆发式增长，与此同时，环境污染和能源危机问题日趋严重，中国原油对外依存度超过65％。这对中国经济的可持续发展和能源安全来说都是一个极大的隐患。汽车消耗了大量的石油资源，汽车尾气则是造成环境污染的主要因素之一，寻求一种更加清洁、高效的替代燃料成为了汽车发动机的发展方向之一。 甲醇的理化性质与汽油比较接近，并且其辛烷值远高于汽油，允许发动机提高压缩比，从而提高动力性和燃油经济性；且甲醇的汽化潜热超过汽油的3倍，进气预混时能有效降低混合气的温度，从而抑制爆震。甲醇来源广泛，可以再生，在中国可通过丰富的煤炭资源制取，这是解决中国动力燃料紧缺的有效途径。 根据甲醇燃料的特点，对发动机的燃料供给系统进行了改装，并根据一维仿真计算结果，除了原机9.5的压缩比之外，选取了11和12两个压缩比方案。以台架试验的方式，对发动机分别燃用汽油与甲醇、以及不同压缩比对甲醇发动机动力性、经济性、排放特性和燃烧过程的影响进行了研究。 试验结果表明：原汽油发动机在燃用甲醇后，提升了动力性、改善了经济性。发动机燃用甲醇及提高压缩比后，压力升高率和缸内最大爆发压力提高，且由于甲醇辛烷值较高，无需大幅推迟点火以抑制爆震。因此，即使在较大负荷时，也可以保持较高的循环热效率。发动机燃用甲醇后，CO的排放变化不大；未燃HC最多降低超过90%；NOx小负荷时大幅降低，大负荷时略有降低。 压缩比对甲醇发动机燃烧特性具有显著影响，压缩比为12时，发动机能耗率相对于原汽油机可降低约20%，最高有效热效率由31.02%提高到了39.02%；最大扭矩提高7.58%，最大功率提高4.03%。大负荷工况需要推迟点火，以降低发动机机械负荷和热负荷，这限制了压缩比的进一步提高。提高压缩比后，CO排放呈下降趋势；压缩比提高到11后，未燃HC排放有所下降，但压缩比为12时，HC排放量和压缩比为11时相当；随着压缩比的提高，NOx排放呈上升趋势，但提高压缩比后NOx的排放仍低于原汽油机。 |
| 作者： | 朱金良 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 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： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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