【摘 要】
:
由于传统化石燃料的形成需要漫长的时间,而近年来化石能源的消耗量快速增加,化石能源正渐渐匮乏。同时由于化石燃料燃烧时会释放许多的温室气体以及污染性气体,对环境的破坏很大,因此寻找替代燃料是缓解能源危机和改善环境污染的有效方法。正戊醇作为第2代可以再生的生物燃料,其理化性质适合于柴油机的燃烧,可以使用木质纤维等原材料进行大量商业化生产。本文的实验是在一台四缸、水冷直喷式柴油机上进行。实验燃料采用生物柴
论文部分内容阅读
由于传统化石燃料的形成需要漫长的时间,而近年来化石能源的消耗量快速增加,化石能源正渐渐匮乏。同时由于化石燃料燃烧时会释放许多的温室气体以及污染性气体,对环境的破坏很大,因此寻找替代燃料是缓解能源危机和改善环境污染的有效方法。正戊醇作为第2代可以再生的生物燃料,其理化性质适合于柴油机的燃烧,可以使用木质纤维等原材料进行大量商业化生产。本文的实验是在一台四缸、水冷直喷式柴油机上进行。实验燃料采用生物柴油和正戊醇的混合燃料,正戊醇的掺混质量分数分别是0、10%、20%和30%,依次命名为NPB0、NPB10、NPB20和NPB30。本文首先研究负荷与喷油提前角的变化对混合燃料的燃烧及排放特性的影响;然后,在保持发动机的负荷及喷油正时不变时,探索发动机EGR率的变化对燃料燃烧以及排放规律产生的影响。另外,本文还基于所获得的实验数据进行了仿真研究,通过采用AVL-FIRE软件创建内燃机燃烧室模拟计算模型,研究正戊醇/生物柴油混合燃料的燃烧规律和碳烟、NO等的排放规律。通过对实验结果的分析,正戊醇的加入使得三种混合燃料的物理化学特性得到改善,提高了三种燃料的氧含量以及汽化潜热值,而且还降低了燃料的十六烷值、动力粘度以及表面张力,有利于正戊醇/生物柴油混合燃料的燃烧雾化特性的改善,使柴油机的预混燃烧阶段加强。正戊醇的掺混延长了试验燃料的滞燃期且缩短了试验燃料的燃烧持续期,当量燃油消耗率以及NOx污染物的排放量小幅度增加,乙醛和HC排放升高,污染物碳烟的排放量得到降低。含氧量的增加使CO、1,3-丁二烯和苯的排放下降;加入正戊醇燃料的压力升高率的峰值高于纯生物柴油,混合燃料的燃烧增强。负荷、EGR率以及喷油正时这三个参数都影响柴油发动机的燃烧以及排放特性。负荷增大,滞燃期缩短,当量燃油消耗率的变化趋势是先减小后增大,CO污染物的排放减少,污染物HC、苯和1,3-丁二烯排放先下降后上升,污染物NOx以及乙醛排放先增后降,但是碳烟排放上升。EGR率的增加导致燃料有更长的滞燃期和燃烧持续期,增多了CO和HC排放,而尾气中苯和1,3-丁二烯的变化较小,增幅不大,NOx排放出现减少,碳烟以及乙醛排放先降后增。其中喷油提前角引起的改变:喷油时刻过早或过迟都会影响燃烧,滞燃期和燃烧持续期的变化为前者延长后者缩短,喷油的延迟使CO、碳烟和HC排放均出现减少,NOx排放增多。通过AVL Fire软件进行模拟计算,结果表明当EGR率增加时,缸内燃烧的最大压力以及燃烧最高温度都出现了降低。从NPB20模拟结果中的缸内温度以及氧气浓度分布云图可以看出,预混合气形成比较充分,高比例的EGR率使缸内燃烧温度降低。后喷时刻不变时,当EGR率出现增加,NO和碳烟排放降低,且NO降低幅度较大,因此使传统发动机NO-碳烟排放两者此消彼长的关系得到改善,使得同时降低NO以及碳烟排放成为可能。
其他文献
质子交换膜燃料电池(PEMFC)因相比其他动力装置具有高效率、零排放、低污染、低噪声、快补给、长续航等优点,被普遍认为是最具前景的新能源汽车动力装置。然而,要想实现PEMFC新能源汽车的大规模商业化,亟需解决其核心零部件的成本与性能问题,以早日实现关键核心部件的国产化。气体扩散层(GDL)作为PEMFC关键部件,承担着为电化学反应输送反应物和向外排出反应物的功能,在PEMFC性能上起到至关重要的作
混合Pb-Sn窄带隙钙钛矿太阳能电池拥有更低的毒性和更窄的光吸收层禁带宽度,在单结钙钛矿太阳能电池和叠层太阳能电池均有较好的应用前景。基于此,本文首先使用SCAPS-1D软件对混合Pb-Sn窄带隙钙钛矿太阳能电池进行了仿真,探究了光吸收层两侧界面缺陷层能带能级和背电极金属功函数(φM)与电池性能之间的关系。在此基础上,与宽带隙钙钛矿太阳能电池进行了电流匹配,探究了顶部宽带隙钙钛矿太阳能电池在叠层全
我国于2020年7月1日全面实施国六排放标准,并引入了实际道路驾驶排放试验要求,将车辆排放检测标准从实验室延伸到实际的行驶路面。不同于实验室特定的环境条件和固定的驾驶曲线,实际道路驾驶排放测试过程中综合考虑了驾驶工况、交通状态、环境温度及海拔等其它外界因素的影响,在一定程度上更能反映车辆真实的排放水平。本文对某国六轻型汽油车进行实际道路驾驶排放测试,并依据排放试验数据开展相应的分析与研究,为完善更
近年来,随着汽车保有量的迅猛增长,国内能源安全及环境污染形势日渐严峻。而纯电动汽车因其高效的能源利用率和清洁性,逐渐成为了汽车的主要发展方向。其中,前后轴独立驱动电动汽车(Front and Rear Axle Independent Drive Electric Vehicle,FRID EV)作为新的电动汽车节能优化突破点,也越来越受到大众的关注。本文以某前后轴独立驱动电动汽车为研究对象,以前
目前,我国仍面临着严重的能源短缺和环境恶化等问题,节能减排技术也因此成为了汽车行业的研究热点。基于塞贝克效应的汽车尾气温差发电系统可以回收尾气废热并将其转化为可供车载电器使用的电能,从而降低燃油消耗,减少污染物排放。汽车尾气温差发电系统的发电功率主要与冷热端的温差直接相关,强化冷端传热对于提高温差发电系统输出功率具有重要意义。纳米流体作为新型传热工质,因具有优良的强化传热性能而被大量运用到热能工程
随着挖掘机在日常生活中的广泛应用,人们对挖掘机的工作舒适性也提出了更高的要求,而驾驶室内噪声水平的高低是挖掘机舒适性的重要指标之一。中频噪声是挖掘机驾驶室内噪声的主要成分之一,对驾驶员的工作状态和身心健康有着严重影响,对挖掘机驾驶室中频噪声进行分析和优化有着重要的理论意义和工程价值。本文针对某型挖掘机驾驶室中频噪声突出问题,采用有限元法和混合有限元-统计能量法对回转平台的中频振动特性和驾驶室的中频
近年来,随着人类面临的环境能源问题越来越严重,使用清洁能源代替化石能源成为能源领域发展的必然趋势。氢能目前在汽车领域应用日趋广泛,氢燃料电池汽车作为一种重要的新能源汽车,其发展与商业化受到了各界关注。本文主要聚焦加氢站中对车载储氢罐进行加注时所采用的梯级加注策略及其配套的加注系统。首先,本文基于高压储氢罐在充气过程中的热效应变化,将储氢罐划分为罐内氢气区与罐壁区,建立基本的车载储氢罐双区双温集总参
目前氢能是最有潜力和发展前景的二次能源。对比传统化石燃料,氢气具有燃烧产物零污染、来源广泛、热值高、利用率高等优点,并且是公认的未来最重要的能源载体之一。氢燃料电池汽车对氢气纯度的要求比较高,因此变压吸附(PSA:Pressure Swing Adsorption)氢气纯化技术在氢能汽车领域的应用非常重要。本文对PSA循环中的吸附剂特性参数和操作条件进行了参数研究,并在此研究基础上进行分析和优化。
现有质子交换膜燃料电池堆的耐久性还远远不能满足其商业化的需求,是当前最亟需解决的问题之一。提高质子交换膜燃料电池堆的寿命,分析质子交换膜燃料电池堆的耐久性衰减机理并提出有效的老化缓解策略是近年来研究的热点之一。因此,本文重点对质子交换膜燃料电池堆的耐久性进行了试验与数值模拟研究。所作的主要工作和结论如下:(1)搭建了燃料电池电堆耐久性测试台架,设计了电堆耐久性测试及分析方法,基于燃料电池公交车实际
限制高温质子交换膜燃料电池(high-temperature polymer electrolyte membrane fuel cell,HT-PEMFC)的广泛应用和成功商业化的主要原因之一是在各种工作条件下的寿命或耐久性以及电池制造成本方面的问题。这一点在汽车应用中尤为突出。尽管已安装燃料电池的单元数量持续增加,但仍不能保证目前对燃料电池使用寿命的要求。这无疑会吸引更多的科学家来进行研究以寻