純甲醇裂解氣發(fā)動機試驗研究.pdf

1、近年來,我國汽車工業(yè)飛速發(fā)展,汽車保有量迅速增加,隨之帶來的石油資源短缺以及環(huán)境污染問題日益突出,亟需尋找替代燃料,其中醇類燃料是最現(xiàn)實的替代燃料之一。
　　 甲醇來源廣泛,可以由煤、天然氣、海藻等多種含碳物質生產而來。甲醇作為發(fā)動機替代燃料,熱效率較高,甲醇是含氧燃料,避免了缸內混合氣不均勻而造成的局部缺氧燃燒,可以降低CO的排放,并且由于甲醇汽化潛熱較大,降低缸內溫度使得NOx的排放量較低。但是甲醇對金屬具有較強的腐蝕性,直

2、接把甲醇應用到發(fā)動機上,會對發(fā)動機造成腐蝕。利用發(fā)動機廢氣余熱將甲醇裂解,裂解后的甲醇裂解氣主要包括氫氣、一氧化碳以及甲醇蒸汽,緩解了液態(tài)甲醇對發(fā)動機的腐蝕,裂解氣吸收發(fā)動機的廢氣余熱,低熱值提高,甲醇裂解氣中富含氫氣,有利于發(fā)動機的經濟性以及排放特性。
　　 本課題對原有的甲醇裂解氣發(fā)動機試驗臺架進行了改造,開發(fā)了試驗所用的穩(wěn)態(tài)數(shù)據采集系統(tǒng)和甲醇噴射控制系統(tǒng),完善了試驗環(huán)境。研究了甲醇裂解氣的供氣方式,并對現(xiàn)有甲醇裂解氣供氣方

3、式對發(fā)動機功率、瞬態(tài)響應性、空燃比循環(huán)變動以及進氣回火問題的影響進行了分析。開發(fā)了用于甲醇發(fā)動機冷起動以及提高裂解氣發(fā)動機瞬態(tài)響應特性的液態(tài)甲醇加熱蒸發(fā)裝置,采用甲醇加熱蒸發(fā)裝置對甲醇進行預熱,可以使發(fā)動機在環(huán)境溫度為1℃時,以純甲醇燃料順利起動。通過試驗,對甲醇裂解氣發(fā)動機的起燃特性、甲醇裂解率、缸內工作過程等進行了研究,并對甲醇裂解氣發(fā)動機的動力性、經濟性以及排放特性與汽油機進行了對比分析。
　　 試驗結果表明,甲醇裂解氣發(fā)

4、動機的起燃時間受環(huán)境溫度影響較大,并且甲醇燃料相比于汽油燃料需要更長的起燃時間;由于鈀系催化劑在較寬的溫度范圍內具有較高的活性以及甲醇裂解器的溫度在短時間內受發(fā)動機排溫影響較小,因此裂解氣中氫氣體積濃度變化較小,一般在42％～46％之間;在相同中、小節(jié)氣門開度下,裂解氣發(fā)動機輸出功率大于汽油機,而當節(jié)氣門開度大于67％時,由于受進氣量的影響,裂解氣發(fā)動機的輸出功率逐漸小于汽油機;裂解氣發(fā)動機缸內最大壓力和壓力升高率都要大于汽油機,燃燒速