純甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)研究.pdf

1、近年來(lái),我國(guó)汽車(chē)工業(yè)飛速發(fā)展,汽車(chē)保有量迅速增加,隨之帶來(lái)的石油資源短缺以及環(huán)境污染問(wèn)題日益突出,亟需尋找替代燃料,其中醇類(lèi)燃料是最現(xiàn)實(shí)的替代燃料之一。
　　 甲醇來(lái)源廣泛,可以由煤、天然氣、海藻等多種含碳物質(zhì)生產(chǎn)而來(lái)。甲醇作為發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料,熱效率較高,甲醇是含氧燃料,避免了缸內(nèi)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(nèi)溫度使得NOx的排放量較低。但是甲醇對(duì)金屬具有較強(qiáng)的腐蝕性,直

2、接把甲醇應(yīng)用到發(fā)動(dòng)機(jī)上,會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成腐蝕。利用發(fā)動(dòng)機(jī)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的腐蝕,裂解氣吸收發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性以及排放特性。
　　 本課題對(duì)原有的甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架進(jìn)行了改造,開(kāi)發(fā)了試驗(yàn)所用的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和甲醇噴射控制系統(tǒng),完善了試驗(yàn)環(huán)境。研究了甲醇裂解氣的供氣方式,并對(duì)現(xiàn)有甲醇裂解氣供氣方

3、式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率、瞬態(tài)響應(yīng)性、空燃比循環(huán)變動(dòng)以及進(jìn)氣回火問(wèn)題的影響進(jìn)行了分析。開(kāi)發(fā)了用于甲醇發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)以及提高裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)響應(yīng)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(duì)甲醇進(jìn)行預(yù)熱,可以使發(fā)動(dòng)機(jī)在環(huán)境溫度為1℃時(shí),以純甲醇燃料順利起動(dòng)。通過(guò)試驗(yàn),對(duì)甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)的起燃特性、甲醇裂解率、缸內(nèi)工作過(guò)程等進(jìn)行了研究,并對(duì)甲醇裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放特性與汽油機(jī)進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明,甲醇裂解氣發(fā)

4、動(dòng)機(jī)的起燃時(shí)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(zhǎng)的起燃時(shí)間;由于鈀系催化劑在較寬的溫度范圍內(nèi)具有較高的活性以及甲醇裂解器的溫度在短時(shí)間內(nèi)受發(fā)動(dòng)機(jī)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(mén)開(kāi)度下,裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率大于汽油機(jī),而當(dāng)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度大于67％時(shí),由于受進(jìn)氣量的影響,裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率逐漸小于汽油機(jī);裂解氣發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)最大壓力和壓力升高率都要大于汽油機(jī),燃燒速