乙醇_汽油复合喷射内燃机燃烧与排放研究

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1、分类号：ＴＫ４１１＋．２单位代码：１０１８３１研究生学号：２０３４２Ｅ０２２密级：公开吉林大学硕士学位论文专业学位（）乙醇／汽油复合喷射内燃机燃烧与排放研究ＳｔｕｄｏｎＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎａｎｄＥｍｉｓｓｉｏｎｏｆＥｔｈａｎｏｌ／ＧａｓｏｌｉｎｅＣｏｍｂｉｎｅｄｙＩｎｅｃｔｉｏｎＥｎｉｎｅｊｇ作者姓名：姜维类别：工程硕士领域（方向）：内车辆工作过程优化与控制指导教师：于秀敏教授培养单位：汽车工程学院２０１８年１０月乙醇＼汽油复合喷射内燃机燃烧与排放研究ＳｔｕｄｙｏｎＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎ

2、ａｎｄＥｍｉｓｓｉｏｎｏｆＥｔｈａｎｏｌ／ＧａｓｏｌｉｎｅＣｏｍｂｉｎｅｄＩｎｅｃｔｉｏｎＥｎｉｎｅｊｇ作者姓名：姜维领域（方向）：车辆工程指导教师：于秀敏教授类别：工程硕士丨Ｗ答辩日期丨月日：年未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博±或硕士学位论文原创性声明（）本人郑重声明：所呈交学位论文，

3、是本人在指导教师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：Ｈ丨Ｉ〇日期：年月？日摘要乙醇/汽油复合喷射内燃机燃烧与排放研究在当前环境污染及能源紧缺的现实条件下，节能减排成为内燃机行业所需要面对的机遇和挑战。乙醇作为一种清洁可再生能源，其制取简单，制造工艺成熟，成本较低，同时其理化特性对于内燃机排放物具有明显的限制作用，成为当下内燃机

4、行业寻找替代能源的热门选择。本文在一台复合喷射的内燃机上，采用乙醇进气道喷射（EPI）加汽油缸内直喷（GDI）的喷射方式，分别探究了在化学计量空燃比下以及稀燃条件下，乙醇汽油的比例对于内燃机燃烧和排放的影响。试验中涉及的变量包括过量空气系数、转速、负荷、直喷时刻、点火时刻、以及掺醇比例。通过试验的手段，本文得出的结论如下：化学计量比条件下：（1）保持发动机燃料总热值不变，随着乙醇比例的下降，发动机扭矩逐渐下降，并且在任一转速及任一负荷下趋势一致。随着乙醇比例的增加，缸内最高燃烧温度Tmax呈上升趋势，各转速下趋势一致，说明乙醇的加入改进了燃烧状况。各转速下，随着乙

5、醇的加入，快速燃烧期变短，说明乙醇的加入，加快了燃烧过程，使燃烧的定容性提高。（2）在任一掺醇比例下，随着点火提前角的提前，缸压峰值逐渐变大，同时，缸压峰值出现的角度也越来越靠近上止点。在任一点火提前角，随着乙醇比例的下降汽油比例的上升，缸压峰值出现的曲轴转角越来越靠后。在纯乙醇以及75%乙醇时缸压峰值最靠近上止点。（3）随着掺醇比例的上升，HC和CO排放逐渐减少，随着点火提前角的推迟，HC逐渐上升，但是点火提前角对于CO的影响并不明显；随着直喷时刻的提前，CO排放逐渐减少，HC的排放逐渐上升。随着掺醇比例的上升，NOx逐渐增多，随着点火提前角的推迟，NOx降低，

6、随着直喷时刻的推迟，NOx降低。（4）随着乙醇比例的上升，微粒数量显著降低，在75%乙醇比例下微粒数量最少。随着转速的上升，微粒数量下降，在2100r/min的时候微粒总数量最少。随着负荷的增加，微粒数量逐渐增加。在每一个掺醇比例下，都存在一个微粒数量最少的点火提前角，乙醇比例从75%到0变化时，对应各掺醇比例75%、50%、25%、0，使微粒最少的点火提前角分别为15、15、20、20°CABTDC，可以看出使微粒数量最少的点火提前角随着乙醇比I例的下降而提前。随着直喷时刻的提前，微粒数量越来越少，最佳的直喷时刻为180°CABTDC，在任一个的掺醇比例下，此直

7、喷时刻均为最佳。综上所述，掺加乙醇之后，改善了燃烧状态，使燃烧的定容性上升，EPI+GDI模式下，直喷汽油比例上升，动力性下降，进气道乙醇比例越多，动力性越好；而且，在该复合喷射模式下，乙醇的增加对排放物，尤其是微粒的减少效果十分显著，同时，复合喷射的模式可以实时方便的改变乙醇汽油比。稀燃条件下：在λ为1.2、1.4的情况下，最佳点火提前角随着直喷时刻的提前先减少后增加。随着过量空气系数的增加，纯乙醇的扭矩以及缸内最高温度逐渐低于掺汽油的扭矩及温度。随着λ的逐渐变大，NOx随着掺油比的逐渐增加呈现先减少后增加的趋势；HC随着掺油比的增加逐渐下降，而CO在稀燃条件下

8、基本不变。