论文部分内容阅读
新一代内燃机燃烧理论与技术的发展使得柴油机和汽油机的技术愈来愈接近,混合燃料(或称”灵活”燃料)将成为未来发动机使用的主要燃料形式,发动机可以跟据混合燃料成分的变化来组织不同的燃烧方式,因此必须充分认识各种混合燃料的燃烧特性。为了研究混合燃料的燃烧特性,本文首先开发了一套内燃机燃烧分析系统,由硬件和软件两部分组成。硬件部分包括气缸压力传感器、电荷放大器、光电编码器、滤波电路模块和数据采集卡,可以对发动机气缸压力信号进行采集,放大和滤波。软件部分主要由采集卡驱动模块、气缸压力数据处理、显示模块、数据存储模块等组成,这些模块能够完成混合燃料燃烧放热率、缸内平均温度、压力升高率、累积放热量等的计算、分析和显示。然后,将汽油和柴油按照体积比1：2混合,获得性质类似原油的参考油(12号燃料),利用蒸馏釜对参考油按照40～240℃(240号燃料)、40～270℃(270号燃料)、40～300℃(300号燃料)三个馏程进行蒸馏,提取出不同馏分的混合燃料。最后,在发动机试验台架上,利用开发的内燃机燃烧分析系统,通过改变发动机的喷油定时和转速,研究了柴油和四种不同馏分混合燃料的气缸压力、放热率、压力升高率、缸内平均温度以及NOx和CO排放,获得的主要结论如下：随着喷油定时提前,五种燃料气缸压力峰值不断升高,当喷油定时为11.02°CABTDC时,五种燃料的气缸压力峰值基本相同；柴油的缸内最高平均温度略高于其它四种混合燃料。随着喷油定时提前,五种燃料的放热率曲线形态趋于接近,柴油着火时刻比300号、270号和240号混合燃料着火时刻提前,在喷油定时为0.02℃A BTDC、3.02℃A BTDC(?)(?)7.02℃A BTDC时,12号燃料的着火时刻比柴油略微提前。当喷油定时为3.02℃A BTDC和7.02℃A BTDC时,240号和300号混合燃料的累积放热量高于柴油。当喷油定时为-1.02°CABTDC时,除柴油外,其他四种混合燃料的燃烧效果都不理想,240号燃料的燃烧效果最差。喷油定时和喷油量一定时,柴油和12号燃料的功率、扭矩和缸内最高平均温度随发动机转速的增加而增加,300号和270号燃料的功率、扭矩和缸内最高平均温度随发动机转速的增加而减小。柴油、12号燃料、300号燃料和270号燃料的CO排放量随喷油定时提前呈明显的下降趋势,240号燃料CO排放量随着喷油定时的提前呈先上升后下降的趋势。NOx排放量随着喷油定时的提前成明显上升趋势。