含氧燃料对柴油机颗粒物排放的影响研究

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1、分类号：ＴＫ４２１＋．５单位代码：１０１８３研究生学号：２０１５４２４０１４密级：公开吉林大学硕士学位论文专业学位（）含氧燃料对柴油机颗粒物排放的影响研究ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＩｍｐａｃｔｏｆＯｘｙｇｅｎａｔｅｄＦｕｅｌｓｏｎＤｉｅｓｅｌＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒＥｍｉｓｓｉｏｎｓ作者姓名：刘洋类别：工程硕士领研究方向：内燃机工程指导教师：郭亮副教授培养单位：汽车工程学院２０１８年６月含氧燃料对柴油机颗粒物排放的影响研究S

2、tudyontheImpactofOxygenatedFuelsonDieselParticulateMatterEmissions作者姓名：刘洋领域（方向）：动力工程指导教师：郭亮副教授类别：工程硕士答辩日期：2018年6月2日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ｉ、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。吉林大学博士或硕士

3、学位论文原创性声明（）本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。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，均己在文中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．日期：ｗｇ年／月ｊ：日摘要含氧燃料对柴油机颗粒物排放的影响研究为了摆脱对不可再生石油燃料的依赖，满足排放法规的要求，含氧燃料将作为最有发展前景的替代燃料之

4、一。为了探究不同含氧燃料对发动机燃烧和颗粒物排放影响规律，本文从含氧燃料特性角度出发，结合燃烧控制条件，试验研究了不同氧键合形式的正丁醇和DMC燃料以及不同分子结构的丁醇同分异构体燃料对发动机燃烧和颗粒物排放影响规律。通过调整进气和喷油参数等控制参数，确定了燃料理化特性和燃烧控制参数对燃烧和颗粒物影响程度。在瞬态工况下燃烧畸变及EGR超调导致颗粒物排放增加，本文探讨了含氧燃料对瞬态颗粒物排放的改善程度。本试验基于一台轻型高压共轨柴油机，搭建了发动机燃烧与排放实时数据采集和存储系统。开发了电控EGR系统，

5、实现进气量的主动控制和柔性调节。采用TSI3090微粒粒径分析仪和现有的排气二级稀释系统，建立稳态和瞬态工况颗粒物粒度分布测控系统。采用相同含氧量的柴油/正丁醇、柴油/DMC、柴油/仲丁醇和柴油/异丁醇试验燃料，开展了含氧燃料对燃烧和颗粒物排放影响规律的试验研究。研究结果表明：1.燃料的理化特性是影响发动机燃烧和排放过程的重要原因之一。正丁醇和DMC的十六烷值低，使滞燃期延长，增加预混合燃烧量，柴油/正丁醇和柴油/DMC的缸内压力和放热率曲线峰值比柴油高。在大负荷工况下，添加正丁醇和DMC不会引起NOX

6、排放过多增加，对其他排放物有更明显的降低效果。柴油/正丁醇和柴油/DMC的核态微粒排放相对柴油略有增加，但是积聚态颗粒物排放大量减少。2.对丁醇同分异构体做了进一步研究，滞燃期由短到长依次为正丁醇、仲丁醇和异丁醇，燃烧持续期呈现相反趋势。在小负荷工况下，柴油/异丁醇碳烟排放量最多，柴油/仲丁醇的核态微粒排放高于柴油/正丁醇。在大负荷工况下，丁醇同分异构体分子结构的不同对缸内燃烧和颗粒物排放区别影响不明显。3.提高喷油压力对降低颗粒物排放有积极的影响。提高喷油压力，柴油、柴I油/正丁醇和柴油/DMC的NO

7、X排放区别不大，对三者的碳烟排放有良好地改善。正丁醇和DMC的粘度比柴油低，有利于减小对高喷射压力的需求。4.进气引入一定量的EGR，降低缸内温度和氧浓度，进而减少NOX排放。正丁醇和DMC结合EGR技术，降低高温缺氧区域碳烟的产生，并且减少高温富氧区域NOX排放，达到同时降低NOX和颗粒物排放的目的。添加正丁醇和DMC为大比例EGR的应用创造条件。5.燃用含氧燃料有助于改善发动机瞬变过程。添加含氧燃料能够降低对涡轮增压器响应速度的要求，改善燃烧，降低超细颗粒物排放。EGR超调导致柴油碳烟排放激增，柴油

8、/正丁醇和柴油/DMC有效改善碳烟排放，降低积聚态颗粒物数量，说明正丁醇和DMC对降低瞬态增负荷工况颗粒物排放有一定的潜力。关键词：压燃式发动机，含氧燃料，同分异构体，颗粒物，瞬态工况IIABSTRACTStudyontheImpactofOxygenatedFuelsonDieselParticulateMatterEmissionsInordertogetoutofdependenceonnon-renewablepetroleumfu