试析沼气生物柴油双燃料发动机性能试验研究

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1、华中农业大学硕士学位论文沼气/生物柴油双燃料发动机性能试验研究姓名：郑建申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：樊啟洲20090601摘要摘要近年来，随着工农业的迅猛发展，石油资源日渐减少，大气污染的R益严重以及日益严格的排放法规，都促使人们去寻求可替代能源。在众多可替代燃料中，基于生物质的沼气、生物柴油都是比较理想的可再生燃料。由于沼气中含有大量的C02，发动机燃用沼气燃烧速度慢，CO和HC的排放较高，大负荷时缺氧严重；而生物柴油中含有较多的氧，有利于燃烧完全，CO和HC的排放较低，但会使NOx排放上

2、升。结合沼气和生物柴油这两种生物燃料的特性，在直喷柴油机上实现沼气与生物柴油高效混燃，充分发挥沼气和生物柴油优越的理化特性和燃烧特性，通过专门研制双核电控单元(ECU)，建立相应的控制模型，研制了沼气电控多点喷射系统，使295T型直喷柴油机能运行在沼气／生物柴油双燃料模式。在相同条件下，以改装后的发动机为试验装置，分别燃用柴油和沼气／生物柴油双燃料进行了台架性能试验。试验结果表明：发动机改装后运行在沼气／生物柴油双燃料模式与原机(燃用纯柴油时的发动机)相比，动力性能略有提高，热效率提高，当量燃油消耗率降低，经济

3、性能明显改善，NOx的排放量明显降低，CO排放量基本不变，HC排放量有所增加。试验结果进一步表明所研制的沼气电控喷射系统工作可靠、性能稳定、输出响应好，有效地控制了沼气的定时定量喷射。含大量C02的沼气和含氧的生物柴油组合在柴油机内燃烧，可以达到优势互补、劣势抵消的效果，有利于燃烧完全并减少NOx的排放量，解决了沼气发动机功率下降，排放性能和经济性变差的问题。由于空气充量的减少，进入气缸02减少，直接导致HC排放量增加，可以采用涡轮增压方式或是用HC吸附器加以解决，出于试验条件的限制，未能采用涡轮增压和HC吸附

4、器。关键词：直喷柴油发动机；双燃料；多点喷射；性能；沼气；生物柴油华中农业人学硕J：学位论文AbstractIntherecentyears，withtherapiddevelopmentofindustryandagriculture，problemsofdwindlingoilresources，increasin百yseriousairpollutionandincreasin舀ystringentemissionsregulationshaveputagreatpressuretoourmankind．

5、PeoplehavetoseekcleaneralternativeSOUrCeSofenergy．Amongmanysubstitutefuels，wefoundthatbothbiomass．basedmethaneandbio．dieselaregoodrenewablefuels．BecausemethanecontainsquitealargepartofC02，thecombustionofmethaneenginebecomequiteslowly；theengine’SCOandHCemissi

6、onsgrowup．Andatheavier10adoxygendeficiencyintheenginebecomesevenmoreserious．Becausebio．dieselcontainssomeoxygen，SOtheenginehasloweremissionofCOandHC，butitsNOxemissionsriseup．Toachieveefficientmixedcombustionofmethaneandbio．dieselinadirectinjection(DOdieselen

7、gine，andtomakeuseadequatelyoftheadvantageousphysicochemicalandcombustioncharacteristiesofmethaneandbio．diesel，aspecialdual—coreelectroniccontrolunit(ECU)withcontrolmodelandmethaneelectroniccontroliniectionsystemwasdeveloped．Sothe295TDIdieselenginecanbefueled

8、successfullywithmethane／bio．．dieseldual．．fuelwiththehelpoftheelectroniccontrolmulti．pointmethaneinjectionsystem．Takingdieseloilandmethane／bio．dieselasfuelrespectively,performancetestsoftherefitt