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低碳甲醇乙醇燃料对缸内直喷整车性能影响的试验研究
| 论文题名： | 低碳甲醇乙醇燃料对缸内直喷整车性能影响的试验研究 |
| 关键词： | 底盘测功机;缸内直喷;甲醇燃料;乙醇燃料;整车性能 |
| 摘要： | 内燃机作为我国交通行业的主要运输动力，如何最大程度的节能减排一直是各国学者密切关注研究的课题，而发展发动机先进技术和改善燃油品质是未来内燃机的发展方向。因此，本文作者在配备缸内直喷(GDI)发动机的整车上燃用不同体积掺混比例的甲醇燃料和不同理化性质的乙醇燃料，在底盘测功机上探究不同燃料对整车性能的影响。 作者首先在GDI整车上燃用不同体积掺混比例的甲醇燃料，研究对整车在稳态工况下性能的影响。试验中为凸显不同燃料对排放的影响，人为拆除整车三效催化转化器。结果表明，随着甲醇掺混比例的提高，发动机喷油脉宽学习值增大直至最大值，点火时刻在高速时提前，低速时推迟，进气流量呈下降趋势；体积油耗整体呈上升趋势，M100相比M0升高约90%，当量油耗整体呈下降趋势，M100相比M0降低约8%；CO2、CO、THC和NOx排放均降低，M100相比M0分别下降约10%，75%，87%，80%；甲醇掺混比例从0-75%时，车辆加速时间缩短，5档时M75的加速时间相比M0降低约12.94%，动力性增强，但M100的动力性能下降。 在此基础上，作者继续在该车上燃用不同理化性质的4种乙醇汽油，研究对整车在NEDC循环工况和稳态工况下性能的影响。结果表明，乙醇汽油的体积油耗均比纯汽油要高，当量油耗有所降低。芳烃含量在10%-30%时与乙醇汽油油耗成正相关。在稳态高车速时，T50对油耗的影响呈负相关；稳态工况下，烯烃含量在8%左右时，CO2排放最高，向燃油中加入C9+芳烃对THC排放影响显著。NEDC循环工况下，乙醇汽油的CO2、THC、NOx排放均比纯汽油低，且芳烃含量和NOx排放含量正相关；4种乙醇汽油均降低了PM排放，PN排放与芳烃含量正相关；4种乙醇汽油缩短了汽车的加速时间，且辛烷值越高，动力性越强。 最后，作者选取M10和G90E10-1两种燃料，进行稳态工况下整车性能的对比。结果表明，v=15km/h低速时，M10的体积油耗略高，其余车速下的体积油耗均略低；低速v=15km/h时，M10的CO2排放和CO排放要高，但THC和NOx排放要低。而高速v=120km/h时，M10的CO排放低，NOx排放高；动力方面，高档位时，M10的动力性能要比G90E10-1提高约5%。 综上，向汽油中掺混甲醇和乙醇燃料可以改善整车的排放性能和动力性能，甲醇、乙醇燃料作为未来的能源燃料具有很大的发展空间。 |
| 作者： | 张传奇 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 刘海峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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