甲醇在柴油機(jī)上應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)展
- 期刊名字:內(nèi)燃機(jī)與配件
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- 論文作者:裴玉姣
- 作者單位:中北大學(xué)
- 更新時間:2020-03-17
- 下載次數(shù):次
28內(nèi)燃機(jī)與配件2011年第9期熱表面的幾何形狀等均影響自燃溫度,所以在發(fā)動式燃燒"。但采用助燃法發(fā)動機(jī)缸蓋上不僅要安裝噴機(jī)上往往不直接應(yīng)用這個參數(shù),而是采用十六烷值嘴,還要預(yù)留出火花塞的位置,結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜;另外,火來表示燃料的自燃性能?;ㄈ?、電熱塞熱面收醇的激冷作用,壽命短,可靠性差2)甲醇的著火上下極限都比汽油寬,有利于稀A;低負(fù)荷會有失火現(xiàn)象發(fā)生, HC .CO排放差園。燃技術(shù)的適當(dāng)減小空燃比。(2)乳化法3)甲醇最小著火能量較低,燃燒時火焰的傳播乳化法就是在燃料被噴人發(fā)動機(jī)之前,使柴油速度較快,有利于實(shí)現(xiàn)快速燃燒,可以適當(dāng)減小噴油與醇燃料均勻混合,混合好的燃料經(jīng)噴油泵、噴油嘴噴人柴油機(jī)進(jìn)行燃燒。對原柴油機(jī)不需進(jìn)行任何改提前角。動,就可以燃用部分甲醇燃料。但甲醇與柴油乳化燃表1甲醇與柴油的物性比較料的穩(wěn)定性較差,容易分層;甲醇燃料的摻混率高時甲醇柴油滯燃期加長,發(fā)動機(jī)冷起動困難,工作粗暴;發(fā)動機(jī)分子式CHOHCr-C21在冷起動、暖車及小負(fù)荷工作時,HC及醛類排放濃分子量3295-120度增加;若往乳化燃料加人助溶劑、十六烷值改進(jìn)劑液體粘度/kg.m.s-'0.60.28-0.29等物質(zhì),因這類物質(zhì)多是硝基化合物,對發(fā)動機(jī)的碳液體密度/kg.m"790720-780煙和NOx排放又十分不利。沸點(diǎn)PC65180-360文獻(xiàn)論述了甲醇柴油的乳化技術(shù),并開發(fā)了以閃點(diǎn)/°C11-1265-68合成共聚物為基礎(chǔ)的SG-1乳化劑,合成工藝簡單,汽化潛熱kJkg+1088250原料是常用的化工原料,對甲醇柴油的乳化特別有十六燒值3~540~55效,乳化效率較高。文獻(xiàn)9討論柴油機(jī)燃用甲醇的技術(shù)措施。在甲醇辛烷值(ROM)106-11520-30中加入適量的十六烷值改進(jìn)劑,使甲醇的十六烷值黏度(20°C)/mPa.s3.0~8.0達(dá)到與柴油相當(dāng)?shù)臄?shù)值,實(shí)現(xiàn)甲醇在柴油機(jī)中直接燃I質(zhì)量低熱值HLMJ19.543.9-44.4燒,動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、排放指標(biāo)和可靠性滿足使I體積低熱值Hv/MJ.15.77-35.66用要求。此外在甲醇中添加防腐劑和抗磨劑,可以克理論混合氣熱值2.72-2.793.68~3.789服甲醇腐蝕有色金屬和沖刷潤滑油的缺點(diǎn)。HIm/MJ.kg-t(3)直接壓燃法表2甲醇與柴油的燃燒特性比較在不對原機(jī)進(jìn)行太大改動的條件下,通過適當(dāng)提高壓縮比、添加十六烷值添加劑、進(jìn)氣加熱等措施,可理論空燃比6.514.7-15以直接壓燃甲醇燃料。不足之處在于添加十六烷值改自燃溫度(C)450220~280進(jìn)劑會使得NOx排放過高,加之增加發(fā)動機(jī)的壓縮比理論混合氣熱值/2.72- 2.793.68-3.789或者進(jìn)氣預(yù)熱都會導(dǎo)致成本較高,因此應(yīng)用較少間。MJkg'|最小點(diǎn)火能量/mJ0.410.25-0.27(4)柴油引燃法最大火焰?zhèn)鞑ニ俣?0.5230.38-0.58少量柴油依然通過原機(jī)供油系統(tǒng)噴人氣缸,引| m.s'_燃通過各種不同方式進(jìn)人氣缸的甲醇燃料。根據(jù)甲2柴油機(jī)燃用甲醇燃料的研究現(xiàn)狀醇進(jìn)人方式的不同可分為:化醇器法、缸內(nèi)雙噴射法為了在柴油機(jī)上燃用甲醇燃料,國內(nèi)外主要采和進(jìn)氣管噴射法等。取了如下措施:化醇器法是將化油器適當(dāng)改造安裝到柴油機(jī)進(jìn)(1)助燃法氣管上,通過節(jié)氣門來控制醇的量。改造簡單,但發(fā)由于甲醇燃料自發(fā)著火比較困難,需借助某些動機(jī)的低負(fù)荷時起動性.經(jīng)濟(jì)性和排放都較差,進(jìn)氣措施來輔助醇燃料著火燃燒,如火花助燃法、熱面助節(jié)流損失大;當(dāng)高負(fù)荷甲醇燃料噴人過多時,會使滯燃法和電熱塞助燃法等。燃期太長,發(fā)動機(jī)工作粗暴,天氣太冷還會使化醇器火花助燃法發(fā)動機(jī)是在缸內(nèi)噴射燃料,形成不喉口處結(jié)冰。缸內(nèi)雙噴射法在氣缸.上安裝兩只高壓均勻混合氣,靠火花塞點(diǎn)燃可燃混合氣,以火焰?zhèn)鞑シ絿娮?-只噴柴油一只噴醇,柴油引燃醇。甲醇與柴裴玉姣:甲醇在柴油機(jī)上應(yīng)用的技術(shù)進(jìn)展.29油比化醇器法容易控制,甲醇的摻燒率高,可以避免找代用燃料是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然之路。經(jīng)專家長進(jìn)氣節(jié)流損失。氣缸蓋上安裝兩只高壓噴嘴,還要安期探索,目前認(rèn)為最有希望的柴油代用燃料是甲醇裝電熱塞,結(jié)構(gòu)復(fù)雜;高壓供給醇的系統(tǒng)偶件磨損嚴(yán)燃料,甲醇是現(xiàn)今唯一可以用煤及天然氣等作原料重;電控進(jìn)氣管噴射法在進(jìn)氣管安裝低壓噴嘴,噴人的大規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)的液體燃料,生產(chǎn)工藝成熟,儲醇形成預(yù)混合氣,進(jìn)入氣缸由柴油引燃??梢员苊饣媸褂梅奖恪N覈庇蜕贇?,煤炭和伴生與衍生碳?xì)浯计鞣ǖ墓?jié)流損失,可以精確控制醇的量,但小負(fù)荷氣體資源相對豐富,是替代石油的可靠資源。甲醇燃噴醇時,HC和醛類排放劇增,冷起動性能差”。料適合我國的燃料發(fā)展,對人體健康和生態(tài)環(huán)境安(5)甲醇/柴油組合燃料方式全已具有-定的生產(chǎn)和使用經(jīng)驗(yàn),綜合成本低。未來天津大學(xué)提出了柴油-甲醇組合燃燒(DMCC)系甲醇柴油燃料的發(fā)展趨勢主要是:統(tǒng)。DMCC發(fā)動機(jī)通過安裝在進(jìn)氣歧管上的4個噴(1)選擇合適的高效表面活性劑,能使甲醇和柴嘴將甲醇噴人進(jìn)氣道閣,甲醇借助進(jìn)氣道高溫蒸發(fā)形油在任意比例下互溶,制備出澄清、透明、穩(wěn)定的微.成均質(zhì)混合,在近期沖程與空氣一起被吸人氣缸,在乳化柴油。進(jìn)氣、壓縮沖程中進(jìn)一.步與空氣混合。在壓縮沖程末(2)甲醇作為燃料進(jìn)行燃燒,可能會在燃燒過程期由柴油引燃甲醇均質(zhì)混合氣.因此這種燃燒方式與中,產(chǎn)生醛類、未燃甲醇。而甲醛是一-種無色有毒、純柴油機(jī)的燃燒方式有很大的同。組合燃燒系統(tǒng)示有刺激性的氣體,是一種可疑致癌物。因此必須對柴意如圖I示。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是,根據(jù)發(fā)動機(jī)工況特油/甲醇組合燃燒發(fā)動機(jī)不同工況進(jìn)行檢測,從而找性分段使用甲醇。即啟動時用柴油,待發(fā)動機(jī)自身溫到甲醛排放的規(guī)律,以便對甲醛排放進(jìn)行控制,消除度.上升到一定水平(65C左右)再噴進(jìn)甲醇,以保證發(fā)醛類對人類的危害和對環(huán)境的污染,真正達(dá)到節(jié)能動機(jī)的啟動可靠性。中高負(fù)荷時采用壓力方式向進(jìn)與環(huán)保的雙重目的。氣道噴進(jìn)甲醇,吸熱氣化后進(jìn)人氣缸,在氣缸內(nèi)由柴參考文獻(xiàn)油引燃。運(yùn)行中甲醇和柴油量完全由專用的電控系.[1]宮長明,劉金山,徐百龍等.火花助燃甲醇發(fā)動機(jī)燃燒特性統(tǒng)完成,駕駛員可以靈活自如地在甲醇/柴油或柴油研究[],內(nèi)燃機(jī)學(xué)報, 1998, 16();:31~36間進(jìn)行切換,不受甲醇供應(yīng)的限制。結(jié)果表明采用[2] SJaber Dhinagar, B.N.Nagalingam,et al.Spark -Assisted組合燃燒的發(fā)動機(jī)不僅可成功替代部分柴油而且實(shí).Alcohol Operation in a Low Heat Rejection Engine.SAE Paper950059現(xiàn)了同時降低發(fā)動機(jī)碳煙和NOx排放的目的從總的[3] Kenji Tsuehiya,Toshiyuki Seko.Combustion Improvement of能量利用率上也較原機(jī)有一定幅度的提高。Heavy -Duty Methanol Engine by Using Auto -Ignition System.SAE Paper 950060性。[4]郭召寶.甲醇柴油乳化燃料研究[D] .天津:天津大學(xué),2003[5] 盤朝奉,謝美芝,韋超毅,周孔亢.C180柴油機(jī)燃用甲醇燃料的試驗(yàn)研究[J].小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車,2009,38(1);81-86[6]趙蒙生,甲醇柴油燃料的實(shí)驗(yàn)研究[D],長安大學(xué),碩士論文,20101一空氣濾清器;2-噴嘴;3- 進(jìn)氣管;4-柴油機(jī);5- -電控單元;6- -油[7]姚春德,程傳輝,段峰等.柴油/甲醇組合燃燒對廢氣渦輪增門位置傳感器;7-發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器;8-冷卻水溫度傳感器;9-進(jìn)壓柴油機(jī)排放的影響研究[],內(nèi)燃機(jī)學(xué)報,2005,23(2):121~氣歧管;10-醇燃料分配管;11-醇燃料壓力調(diào)節(jié)器;12- -電動甲醇123泵;13--醇燃料箱8] Yao Chunde ,Cheung C s,Cheng Chuanhui ,et al. Reduction圈1 DMCC發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)示意of smoke and NOx from diesel engines using diese/methanol3結(jié)語compound combustion system[J]. Energy and Fuels ,2007 ,21(2):當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處于高度增長期,對能源686- -691.的需求仍在不斷增加。但是,國際石油資源在逐步減[9]姚春德,陳緒平,楊建軍,徐元利,黃鈺.柴油~甲醇組合燃燒少,我國自身石油資源又十分有限,同時還存在柴汽電控系統(tǒng)的控制策略[D.天津大學(xué)學(xué)報209.426):554~559比嚴(yán)重不合理的結(jié)構(gòu)問題。為緩解能源危機(jī)問題,尋
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