天然气合成燃料（GTL）对柴油机燃烧及排放的影响规律

【摘要】： 近年来,国内外研究者致力于通过燃料设计改善燃料的理化特性,从而改善燃烧降低排放污染物的研究,取得了可喜的成绩。本课题的研究以国家自然科学基金的资助为契机,针对柴油机发展的需要,试验研究燃料理化特性与燃烧初始边界条件对瞬态工况下燃烧及排放的影响规律,找出关键的影响因素。探讨发动机瞬态工况燃烧、排放特性及其对于燃烧边界条件的响应特性,揭示燃料理化特性及燃烧边界条件对瞬态工况燃烧及排放影响的机理,优化瞬态燃烧,控制车用发动机瞬态工况的排放水平。 建立了发动机瞬变工况燃烧与排放等参数的测试系统,开发了能够实现瞬变过程中基于循环变化的单循环排气采集控制系统,实现燃烧及排放测试的同步性。采用天然气合成柴油(GTL)与普通0#柴油按不同的比例进行配比,获得不同理化特性的试验燃料,满足实验研究的需要。 在单缸试验发动机及新一代超低排放柴油机上,针对不同理化特性的燃料进行发动机稳态及瞬态工况下燃烧及排放试验研究,分析了冷却水温度、喷油定时、EGR等边界条件对不同理化特性燃料燃烧及排放的影响。研究结果表明,GTL燃料能够同时降低CO、HC、NOx及微粒排放,且随着GTL比例的增加,降低趋势愈明显,实验证明GTL是一种清洁的柴油机代用燃料。 【关键词】：柴油机 瞬态工况 燃料 燃烧 排放
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TK421
【目录】：

• 提要4-7
• 第一章 绪论7-19
• 1.1 柴油机的发展趋势7
• 1.2 柴油机排放控制技术的发展趋势7-10
• 1.2.1 柴油机排放标准的发展趋势8-9
• 1.2.2 降低柴油机排放的技术措施9-10
• 1.3 GTL燃料在车用柴油机上应用研究进展10-14
• 1.3.1 GTL燃料制造技术11-12
• 1.3.2 GTL燃料的性质12-13
• 1.3.3 天然气合成柴油产业发展优势13-14
• 1.3.4 我国发展天然气合成柴油的意义和条件14
• 1.4 柴油机瞬态工况研究的现状及发展趋势14-17
• 1.5 本论文的主要工作内容17-19
• 第二章 试验测控系统建立19-33
• 2.1 瞬态工况测控系统简介19-20
• 2.2 燃烧测试系统20-22
• 2.3 排气单循环采样系统22-27
• 2.3.1 取样控制策略23-24
• 2.3.2 取样机构设计及安装24-25
• 2.3.3 袋式微粒采集系统25-27
• 2.4 电控燃料供给系统27-31
• 2.4.1 油门控制策略27-29
• 2.4.2 电控系统总体结构29-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第三章 天然气合成柴油对小型柴油机燃烧及排放的影响33-57
• 3.1 试验设备及试验方案33-37
• 3.1.1 主要试验设备33
• 3.1.2 试验燃料的制取33-36
• 3.1.3 试验方案36-37
• 3.2 喷油定时对柴油机燃烧及排放的影响37-42
• 3.2.1 喷油定时对柴油机燃烧过程的影响37-40
• 3.2.2 喷油定时对瞬态工况排放的影响40-42
• 3.3 柴油/GTL混合燃料对柴油机燃烧及排放的影响42-48
• 3.3.1 柴油/GTL混合燃料对柴油机稳态工况燃烧及排放的影响42-45
• 3.3.2 GTL对柴油机瞬态工况排放的影响45-48
• 3.4 EGR对柴油机燃烧和排放的影响48-55
• 3.4.1 EGR对发动机稳态工况排放的影响48-53
• 3.4.2 EGR对GTL混合燃料发动机机瞬态工况排放的影响53-55
• 3.5 本章小结55-57
• 第四章 GTL对增压中冷柴油机排放的影响57-67
• 4.1 试验设备及试验方案57-59
• 4.1.1 主要试验设备57-58
• 4.1.2 试验方案58-59
• 4.2 GTL对增压中冷柴油机排放的影响59-65
• 4.2.1 气体排放对比59-60
• 4.2.2 烟度及微粒排放对比60-62
• 4.2.3 13 工况加权比排放对比62-63
• 4.2.4 外特性试验结果63-65
• 4.3 本章小结65-67
• 第五章 全文总结及展望67-69
• 5.1 全文工作总结67-68
• 5.2 工作展望68-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 图表索引73-75
• 中文摘要75-77
• Abstract77-80
• 导师简介80
• 作者简介80

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