刘国涛[1]2003年在《柴油掺烧二甲醚在柴油机上的应用研究》文中提出人类对能源的需求与利用能源而造成环境污染之间的矛盾一直困绕着世界各国。汽车作为一个流动的污染源，在人口密集的城市和交通发达的工矿地区，到处散发着大量废气，严重威胁着居民的身心健康，破坏着生态平衡，成为大气污染的“罪魁祸首”。由于世界石油资源日趋减少，同时为解决发动机的排放问题，在内燃机领域中对清洁代用燃料的研究已成为前沿课题。随着我国经济的迅速发展和汽车保有量的高速增长，正面临汽车能源需求与环境保护的双重巨大压力。 二甲醚燃料是国际上近年来新出现的很有发展前途的超低排污代用燃料。二甲醚(DME)作为一种燃烧洁净的燃料，近年来受到了研究者的关注。研究表明，DME的十六烷值高，非常适合作为柴油机的代用燃料，而且它能实现洁净燃烧，有望满足未来严格的柴油机排放法规。在柴油机上燃用二甲醚，从长远来看，可以解决石油资源减少的问题，从近期考虑，则能够改善排气污染，它为解决能源危机和环境污染两大难题开辟了一条现实可行的道路。 本课题组与广西玉柴机器股份有限公司合作，针对YC6108QC型车用柴油机进行了掺烧二甲醚的试验研究。在保持原柴油机性能的前提下，通过掺烧二甲醚，使非增压柴油机排放满足欧Ⅰ排放标准。 本文详细介绍了柴油掺烧二甲醚系统的设计和最佳掺烧比的确定以及能耗比较。该系统主要包括两大部分，混合油箱和电控系统。主要进行混合油箱设计、电控系统设计以及搭建实验台架。混合油箱的作用是使柴油和二甲醚能迅速充分混合，保证燃料混合的均匀性；电控系统的作用是通过测定电磁阀流量特性、柴油机排放特性来确定和控制DME掺烧比例。
徐召利[2]2008年在《柴油机掺烧二甲醚的性能及排放研究》文中提出本文首先通过对国内外能源状况的分析,认识到中国正面临着巨大的能源压力,其中石油资源不足、环境污染严重等问题尤显突出。因此,在发动机的使用上,除采用各种节能措施以更为有效地利用现有能源外,寻找新一代能源,则成为更加主动地减少对石油资源过分依赖的途径。二甲醚,作为发动机清洁的代用燃料,显示着其巨大的发展潜力,这正好符合我国国情,有利于充分有效地利用我国丰富的煤炭资源。目前,二甲醚在柴油机上的推广应用还处于研究阶段。而研究掺烧二甲醚的燃烧性能,对于开发和优化柴油机具有指导意义。本文系统地论述了缸内工作过程的叁维数学模型和数值计算方法,并且运用了奥地利AVL公司的FIRE软件对CA498型柴油机实现几何模型的建立和网格划分及其网格生成,并对所选取的计算模型进行了验证;然后对掺烧不同比例二甲醚的发动机的气相流动过程、喷雾过程和燃烧过程等缸内过程进行了模拟计算,较详细地展示了缸内流场、喷雾发展形态、及其燃烧的温度场、浓度场。通过对柴油机掺烧不同比例DME气缸内压力、温度场、浓度场的比较,发现柴油机掺烧不同比例二甲醚后,燃烧柔和,这对减少燃烧噪音、降低机械负荷相当有利:由于二甲醚的分子结构中不存在C-C键,并且二甲醚的沸点低、易于汽化、形成的油束雾化质量高等特点,有利于抑制碳烟的生成和排放。同时,二甲醚还具有较高的十六烷值,着火性能良好,滞燃期短,预混燃烧量少,因此气缸内的最高燃烧压力和温度较低,从而能抑制NO_x的生成。另一方面,二甲醚的汽化潜热值比柴油大,汽化过程要吸收大量热量,也使得缸内的温度下降,这在一定的程度上也抑制了NO_x的生成。
张玉[3]2012年在《基于二甲醚柴油混合燃料燃烧的主后喷多参数优化策略研究》文中指出发动机各性能指标的折中关系,一直是发动机研究的重点。本文针4100QBZL发动机利用Fire软件建立模型进行模拟仿真计算,首先研究了二甲醚的掺烧比例对发动机混合燃料雾化质量、缸内燃烧规律、缸内平均温度及压力、温度场和浓度场等的影响,研究表明D30混合燃料不论是在喷射雾化质量,还是在燃烧和排放方面都要优于D10、D20混合燃料。二甲醚掺烧对于改善发动机的燃油雾化、燃烧和排放有较好的作用,特别是改善Soot的排放。针对D30二甲醚柴油混合燃料燃烧,运用正交实验法对喷油提前角、主后喷间隔、后喷持续期和后喷量等四因素进行优化匹配。在不考虑后喷各因素交互作用的影响下,利用直观分析法针对四因素对发动动力性、经济性及排放性影响进行分析。分析结果表明影响发动机性能的主要因素是喷油提前角,主后喷间隔对发动机动力性和经济性影响较为显着,而后喷量则是对发动机的排放性影响较大,后喷持续期对各性能指标的影响则较微弱。但通过方差分析法对后喷各因素交互作用对发动机性能指标的影响分析可知：后喷量与主后喷间隔、后喷持续期这两个因素之间的交互作用对发动机各性能指标的影响皆不显着,主后喷间隔与后喷持续期两因素的交互作用对动力性和Soot排放的影响均显着,因此在考虑交互作用影响时,只需考虑主后喷间隔与后喷持续期两因素间的交互作用对发动机性能指标的影响。运用综合分析法对各因素对发动机性能指标的影响进行,综合各性能指标考虑选出最佳优化组合方案为A1C2D1E3。与原机相比不论是发动机的动经性还是排放性均有较大的优化。
黄华[4]2007年在《二甲醚—生物柴油混合燃料对柴油机性能与排放影响的试验研究》文中研究表明在S195单缸柴油机上进行了最大扭矩转速(1500r／min)和标定转速(2000／min)的负荷特性试验研究。研究内容包括燃用二甲醚及其与柴油、棕榈油、地沟油的混合燃料对柴油机性能与排放特性的影响；探讨在改变柴油机供油提前角和喷油压力的情况下，性能与排放的变化关系。研究结果表明：燃用二甲醚时，增加供油量，可达到原机动力性能。按照当量油耗率来计算，二甲醚经济性接近柴油。在排放方面，二甲醚与柴油相比，大负荷下CO排放则仅为柴油的18.3％，HC排放最大增加300％，NOx最大排放值同比下降51.7％，最大烟度值下降80％。燃用二甲醚与棕榈油混合燃料(DME10和DME20)，在排放方面，DME10的CO排放最大降低50％，DME20降低70％；HC排放则是混合燃料高于棕榈油，DME20高于DME10；DME10的NOx排放最大降幅为20.4％，DME20最大降幅为24％；DME10的烟度值最低只有棕榈油的30％，DME20为20％；与DME10相比，DME20的CO、NOx和烟度排放更低。通过在不同供油提前角下燃用DME20，研究提前角对柴油机性能与排放的影响后发现，保持原提前角(18°CA)时，能获得较好的经济性与排放性。燃用二甲醚与地沟油混合燃料(DME20)试验表明，在8.8kW负荷下，DME20的CO值仅为地沟油的0.4倍；HC排放则高于地沟油；NOx与烟度值都有了不同程度的下降，其中NOx排放在10kW下降幅为26％，碳烟平均降幅为21.7％。对二甲醚比例为10％、20％、30％的地沟油混合燃料，进行了喷油压力调整试验。当压力为16MPa时，综合分析，DME10、DME20能获得较好的经济性与排放性。对于DME30，喷油压力为12.5MPa时，能得到较好的经济性与排放性。使用掺烧二甲醚的生物柴油，减少了污染，摆脱了对石油资源的依赖，推动了可再生能源的发展。
向小军[5]2003年在《电控柴油掺烧二甲醚的实验研究及掺烧比确定》文中认为能源短缺与环境污染是困扰内燃机工业发展的两大难题。针对困扰内燃机工业发展的两大难题，寻求清洁代用燃料是解决难题的一种重要方法和手段。在柴油机上燃用的代用燃料主要有压缩天然气、液化石油气、醇类燃料等。 二甲醚是国际上近年来新发现的很有发展前途的超低排污燃料。在各种柴油机上的试验结果表明：二甲醚能够实现柴油机高效、超低排放、柔和无烟燃烧。鉴于目前二甲醚产量较低且生产及运输成本较高，在柴油机上进行柴油掺烧二甲醚的研究。这样可以充分利用二甲醚好的雾化特性和柴油好的润滑特性，不仅可以降低排放，而且解决了燃用纯二甲醚燃油系统磨损问题和泄漏问题。 本文作者课题组与玉柴机械股份有限公司合作，针对YC6108QC型车用柴油机，自行开发设计一套柴油—二甲醚掺烧系统。在柴油机上应用该系统只需对其低压油路部分加以改装即可，非常简单方面。系统采用电子控制技术可以方便快速地实现纯柴油模式和柴油—二甲醚模式之间的转换，而且可以根据负荷大小自动调节二甲醚的掺烧比例。 本文详细介绍了柴油—二甲醚掺烧系统的总体方案以及最佳掺烧比的确定。该系统主要包括机械和电控两大组成部分，机械部分主要包括系统台架的搭建和燃料混合器的设计；电控部分主要包括信号调理电路设计、主控制电路设计、人机接口电路设计和电磁阀驱动电路设计。实验也分为两部分：电磁阀流量特性实验和排放特性实验。通过测定电磁阀流量特性来控制二甲醚掺烧比例，通过测量柴油机的排放特性来确定二甲醚掺烧比例。 将系统应用于YC6108QC型车用柴油机上进行台架实验研究，实验结果表明：该系统具有较好的可控性和可靠性，能够完成预期的实验目的；在柴油机上掺烧二甲醚比例为5％～20％的柴油—二甲醚燃料可以降低柴油机的排放，尤其是NO_x和碳烟的排放。
刘国涛, 吕林, 卢伟[6]2003年在《柴油掺烧二甲醚的实验研究》文中研究指明二甲醚产量低 ,在柴油机上直接燃用二甲醚需改进原供油系统 ,短期内推广纯二甲醚柴油机不现实 ;实验结果表明 ,在柴油中掺入一定比例的二甲醚可改善其雾化性能、在柴油机上燃用柴油 -二甲醚混合燃料可改善其排放性能。
袁方恩[7]2009年在《二甲醚/柴油混合燃料发动机燃烧模拟研究》文中研究说明随着汽车工业的迅猛发展和全世界汽车保有量的持续增多,汽车排放的有害物对大气污染日益严重,内燃机的发展面临着巨大挑战。另外,世界石油资源日趋枯竭,石油资源的限制和大气环境的恶化,已成为影响国家经济发展和人们生活质量的重大问题。为了解决由汽车带来的大气污染问题和日益严峻的能源问题,世界各国在制定各种严格的车辆排放法规的同时,大力发展代用燃料汽车。其中,二甲醚作为一种新型的清洁燃料格外引人注目。在柴油机上试验结果表明,二甲醚能够实现柴油机高效、超低排放和无烟燃烧。目前,二甲醚在柴油机上的推广应用还处于研究阶段。而研究柴油机掺烧二甲醚的燃烧性能,对于开发和优化柴油机具有指导意义。本文系统地论述了缸内工作过程的叁维数学模型和数值计算方法,并且运用了奥地利AVL公司的FIRE软件对ZS1100型柴油机实现几何模型的建立和网格划分及其网格生成,并对所选取的计算模型进行了验证;然后针对柴油和二甲醚不同的掺合方案,对发动机气液两相流动过程和燃烧过程等缸内过程进行了模拟计算。通过对仿真结果的比较,发现柴油机掺烧二甲醚后,气缸内的压力和温度都有很大程度的降低,燃烧较纯柴油时柔和,滞燃期缩短。随着二甲醚比例的增加,柴油机的排放性能有明显改善,NOx和碳烟排放均下降。从以上结论可以看出,柴油掺合二甲醚的发动机有以下两方面的重要意义:第一,发挥了作为替代燃料的重要作用,能在一定程度上缓解能源危机;第二,作为一种清洁燃料,能大大降低柴油机的排放,对降低环境污染有很重要的意义。
唐丽丽[8]2002年在《柴油机掺烧二甲醚掺烧比控制方案实验研究》文中进行了进一步梳理随着人们对环境污染重视程度的提高，世界各国对内燃机排放的限制也日益严格。二甲醚燃料是国际上近年来新出现的很有发展前途的超低排污代用燃料。在各种柴油机上的试验结果表明，二甲醚能够实现柴油机高效、超低排放、柔和无烟燃烧。 鉴于目前二甲醚的产量较低，且生产成及运输本也较高的现状，我们进行了柴油机上掺烧二甲醚的研究。这样充分利用二甲醚好的雾化特性和柴油好的润滑特性，不仅可以降低排放，而且解决了燃用纯二甲醚燃油系统磨损问题和泄漏问题。 与玉柴机械股份有限公司合作，针对YC6108QC型车用柴油机，自行开发设计二甲醚掺烧控制系统。该系统只需对YC6108Q型柴油机的低压油路加以改装，在其中加上二甲醚的掺烧装置，可以方便快速地在燃用纯柴油和柴油-二甲醚混合燃料之间进行转换，而且系统采用电控技术实现了二甲醚掺烧比例在一定范围内的控制和调节。 本文详细分析了系统的控制方案，介绍了系统中机械部分和电控部分两大组成部分的具体结构。详细说明了机械部分主要元件的选型以及混合油箱的设计。对主控单元的选择，系统采用的是PC机和单片机协同工作的方式，综合了单片机强的现场工作能力和PC机良好的交互能力，单片机和PC机通过COM口来进行信息交换。论文中采用标准化设计和功能模块单独设计的技术进行接口电路、电磁阀驱动电路和主控单元的设计；应用现代软件工程技术，合理配置软件资源，结合硬件和柴油机本身的特点进行软件开发。 通过实验，对系统中的电磁阀进行了全面的流量测定，确定出掺烧比在10％～20％之间的各种比例的具体实现方法。并将系统应用于YC6108QC型车用柴油机上进行了台架实验研究，实验征明，本系统具有较强的可控性和可靠性，能够达到预期的控制要求，比较成功的实现了对柴油机上二甲醚掺烧比的实时控制。
李文[9]2010年在《二甲醚柴油混合燃料燃油系统性能的试验研究》文中提出本文根据二甲醚的物性特点,对4100发动机设计改造了适合二甲醚/柴油的燃料供给和喷射系统。通过计算二甲醚柴油混合燃料粘度,确定了混合燃料的掺烧比例,本文选择D40混合燃料(二甲醚和柴油的质量分数为4:6)作为研究对象,在油泵试验台上精确测量喷油泵的供油量。同时采用AVL公司的HYDSIM软件建立了柴油机泵-管-嘴燃油系统的物理模型,并对柴油机燃油喷射系统进行了数值模拟计算。获得凸轮升程、高压油管压力、针阀升程等参数曲线。在发动机台架试验中,研究了供油提前角、启喷压力、柱塞直径和行程对发动机性能的影响,为混合燃料的燃油系统优化提供理论依据。经过对燃油喷射系统的参数优化匹配后,进行了D40发动机的台架试验。试验结果表明:D40发动机动力性在中高速时比原机稍有下降,最大功率下降4.7%,但低速时扭矩显着提高,增加19.7%;D40的当量燃油消耗率在低速时高于柴油,中高速时低于柴油;通过比较D40发动机和柴油机的燃烧性能和排放特性,可知,与柴油机相比,D40的最高缸内压力、最大压力升高率、最高燃烧温度均比柴油机低;NOx的排放明显下降,平均降幅21.3%;PM排放大幅度的降低,最大降幅达50%;CO和HC排放变化不大。与柴油机相比较,D40最高油管压力下降,油管压力波动幅值较大,具有较高的泵端残余压力。高压油管压力的仿真结果与柴油机台架试验结果基本相符。针阀升程曲线的仿真结果表明,混合燃料没有发生二次喷射现象。
叶宁[10]2007年在《电控二甲醚—柴油双燃料发动机性能的试验研究》文中研究表明随着国民经济的发展和汽车保有量的增加,石油短缺问题日益突出,二甲醚作为一种新兴的代用燃料已得到世界各国的普遍关注。二甲醚(DME)具有较高的十六烷值,适合于作为柴油机的代用燃料。但是目前二甲醚专用高压喷射泵技术还不成熟,无法解决由于二甲醚的液态粘度低导致的润滑和泄漏问题。为了实现二甲醚在柴油机上的应用,本文采用进气管二甲醚电控单点气态喷射与空气预混合的技术方案,设计了二甲醚进气管电控单点喷射系统。该喷射系统不需要对原柴油机供油系统进行改造,结构简单并且能够实现二甲醚与柴油混合燃烧比率的精确控制。在捷达SDI柴油机上进行了柴油-二甲醚混合燃烧的试验研究。研究表明:过大的二甲醚喷射量会引起二甲醚的早燃,燃烧恶化,烟度排放上升。为控制二甲醚的早燃现象,在发动机工作范围内对二甲醚-柴油的混合燃烧比率进行了优化,确定了二甲醚喷射脉谱。优化后的发动机运转平稳,经济性、动力性与原机持平;NOx排放有所下降,烟度、CO、HC排放有所增加。通过对捷达SDI柴油轿车的改装,将二甲醚-柴油混合燃料发动机安装在柴油轿车上,实现了二甲醚在汽车上的应用。
参考文献：
[1]. 柴油掺烧二甲醚在柴油机上的应用研究[D]. 刘国涛. 武汉理工大学. 2003
[2]. 柴油机掺烧二甲醚的性能及排放研究[D]. 徐召利. 大连海事大学. 2008
[3]. 基于二甲醚柴油混合燃料燃烧的主后喷多参数优化策略研究[D]. 张玉. 重庆交通大学. 2012
[4]. 二甲醚—生物柴油混合燃料对柴油机性能与排放影响的试验研究[D]. 黄华. 广西大学. 2007
[5]. 电控柴油掺烧二甲醚的实验研究及掺烧比确定[D]. 向小军. 武汉理工大学. 2003
[6]. 柴油掺烧二甲醚的实验研究[J]. 刘国涛, 吕林, 卢伟. 船海工程. 2003
[7]. 二甲醚/柴油混合燃料发动机燃烧模拟研究[D]. 袁方恩. 西华大学. 2009
[8]. 柴油机掺烧二甲醚掺烧比控制方案实验研究[D]. 唐丽丽. 武汉理工大学. 2002
[9]. 二甲醚柴油混合燃料燃油系统性能的试验研究[D]. 李文. 太原理工大学. 2010
[10]. 电控二甲醚—柴油双燃料发动机性能的试验研究[D]. 叶宁. 吉林大学. 2007