農(nóng)用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)柴油-乙醇組合燃燒系統(tǒng)性能研究.pdf

1、內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展已有100多年的歷史,其主要的能源基本上采用石油制品。經(jīng)過多年的大規(guī)模的開采，地球上石油存量已經(jīng)不多，與此同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)所排放的大量污染物日積月累使環(huán)境與生態(tài)不斷惡化，能源危機(jī)與環(huán)境污染成為人類關(guān)注的兩大問題。乙醇是一種環(huán)保型、可再生的生物質(zhì)燃料，并且生產(chǎn)原料廣泛，技術(shù)成熟，是未來理想替代燃料之一。目前，乙醇在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用已比較成熟，但是由于乙醇十六烷值僅為柴油的八分之一，直接在柴油機(jī)上應(yīng)用的難度較大，乙醇的著火問題

2、是解決乙醇在柴油機(jī)上應(yīng)用的關(guān)鍵。
　　本文針對(duì)目前我國大量保有農(nóng)用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以及能源短缺的現(xiàn)狀，進(jìn)行了乙醇在農(nóng)用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)乙醇/柴油雙燃料供給燃燒的相關(guān)研究，主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）結(jié)合目前的試驗(yàn)條件，在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管上加裝一套乙醇噴射系統(tǒng)，通過發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)適時(shí)檢測發(fā)動(dòng)機(jī)工況，經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡、虛擬儀器軟件、驅(qū)動(dòng)電路等環(huán)節(jié)，驅(qū)動(dòng)乙醇噴醇器電磁閥的開啟，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)乙醇的適時(shí)、適量噴射。通過對(duì)乙醇供給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和關(guān)鍵參

3、數(shù)的優(yōu)化，使乙醇霧化后能夠滿足組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。通過建立乙醇供給量數(shù)學(xué)模型，為組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)乙醇的自動(dòng)控制提供了理論依據(jù)。
　?。?）通過改變供油提前角，在原發(fā)動(dòng)機(jī)其他參數(shù)結(jié)構(gòu)不變的條件下進(jìn)行組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，原發(fā)動(dòng)機(jī)摻燒一定比例的乙醇后，組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、有效功率顯著提升，扭矩最大可以提升12％，而當(dāng)量燃料消耗率基本維持在原機(jī)水平。采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，建立在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下乙醇供給比例、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷率、供油

4、提前角對(duì)組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率、當(dāng)量燃料消耗率、排氣溫度的三因素三水平正交試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：在試驗(yàn)條件下，最佳供油提前角為18°；隨著乙醇供給比例的增加，組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能顯著提升，排氣溫度有所降低；即乙醇供給比例和供油提前角對(duì)組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)性能有顯著影響。
　?。?）利用一次回歸正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，建立了在供油提前角為18度時(shí)，乙醇供給比例、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速與組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)有效功率、當(dāng)量燃料消耗率的一次回歸模型，組合燃燒有

5、效功率的回歸模型為：
　　ùy1=1356706.-19964.x1-0007962.x2-0000001.x3+008075.xx21+0000069.xx32當(dāng)量燃料消耗率的回歸模型ùy2-=.307113558+8214.x2+02028.x3-00078.xx32
　　通過對(duì)回歸模型的方差分析，表明回歸方程顯著且不失擬。上述回歸模型可以實(shí)現(xiàn)在全工況范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)乙醇最佳噴射比例的控制，滿足組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能和燃料經(jīng)