高速汽油机燃用丁醇汽油的性能及化学反应机理研究

发布时间：2025-05-01 07:21

　　由于能源短缺和环境污染问题的愈发严重,生物丁醇被视为传统石油燃料的主要替代燃料。与甲醇、乙醇碳含量低的醇类相比,丁醇不但可以从可再生生物质原料中提取,而且丁醇的能量密度更高,其物化性质与汽油和柴油更加接近,可以保证在发动机的几何结构和燃油供给系统不做很大改变的情况下使用。因此,开展生物丁醇在内燃机上的应用研究具有重要的战略意义。本文以一台单缸、高速、四冲程点燃式汽油机为研究对象,采用台架试验和数值模拟相结合的方法,首先研究了生物丁醇应用于汽油机的性能和燃烧放热特性,正丁醇按0、30%、35%的体积百分比与汽油掺混得到丁醇汽油混合燃料,随后利用遗传算法探究了发动机燃用B35+CIT的节能潜力;其次,采用反应路径分析、敏感性分析和“半解耦”思想,构建了包括正庚烷、异辛烷、甲苯、二异丁烯和正丁醇五种成分的TRF/DIB-butanol机理,该机理对燃料滞燃期、层流火焰速度和缸内燃烧放热特性有较好的预测精度,全文的主要工作和成果如下:(1)通过搭建台架试验,对高速发动机燃用不同丁醇汽油掺混比燃料的性能参数以及运行参数进行了测量。根据发动机缸内热力学过程理论和一维非定常流动的数值求解方法,建立了发...

【文章页数】：190 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.12004年与2013年全球能源消费份额对比

.1课题的研究背景.1.1能源危机和环境污染能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础之一。自上世纪70年代以来，社迅速发展和科技不断进步的同时，以经济和人口增长为基础的需求驱动，带来全球能源需求的持续多元化。图1.1给出了2004年与2013年全球能源消费份对比....

图1.5ULG95汽油混合物成分的气相色谱仪分析结果，S和W分别为夏季样本和冬季样本的环烷烃含量

油表征燃料的组分概述要是通过石油蒸馏法制取的燃料。截止目前，国内外已有组分做了大量研究，并得到了基本共识。例如，Pera等人[了某汽油代号为ULG95的欧洲无铅汽油的化学组分，研Javed等人[51]提出将异辛烷和正庚烷两种成分的混合物作为究了该燃料的氧化特性。汽油燃料....

图2.2台架试验实物图及传感器布置

安装了温度和压力传感器，并将与火花塞一体的缸压传感器（AVLZ121）安装在缸盖火花塞孔中。试验台架实物图及发动机传感器布置如图2.2所示。图2.1发动机台架试验示意图PUMA控制台INCA信号采集ECU测功机燃烧分析仪角标仪燃油测量燃油温控机油温控排放仪

图2.1发动机台架试验示意图

2章试验设置及性能仿真平台的建立与应用验设备及研究方法验设置台单缸、高速、四冲程点燃式汽油机为研究对象，开展发动机燃料的台架试验研究，主要分析不同丁醇汽油掺混比对发动机律的影响。试验结果还用于后续仿真模型边界条件的输入、模力学模型耦合CFD多维数值模拟计算的试验验证。动机台....

本文编号：4041879