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交通能源与绿色燃料

摘要

为应对全球环境污染和气候变暖等问题，国际海事组织(IMO)针对于海船排放制定的法规更加严格，对船舶温室气体的排放也做出了明确要求。甲醇燃料由于其高氢碳比、不含硫等特性，可有效降低二氧化碳及有害气体排放水平，受到新燃料研究人员的重点关注。将甲醇直接应用在现有发动机上会出现发动机动力性能变差、异常燃烧现象增加等问题。研究工作基于某船用双燃料发动机，在GT-Power软件中搭建了该发动机的准维仿真模型，并通过实验数据验证了模型的准确性，利用该模型研究低负荷工况下甲醇替代率对发动机性能的影响。然后在GT-Power软件中设置二甲醚数据库，研究二甲醚掺混比对甲醇发动机性能的影响趋势。通过仿真实验，研究喷射策略等相关参数对发动机性能的影响趋势。研究结果表明，在将燃料替换为甲醇燃料后，随着甲醇替代率的提高，发动机的动力性能降低，失火现象更加严重。适当延后喷油时刻，提高喷油温度，降低进气温度，将有助于提高柴油-甲醇发动机和二甲醚-甲醇发动机的热效率和燃烧效率。在保证发动机不发生失火以及动力性能不变的条件下将喷油时刻由-2.0deg推迟到-0.5deg，喷油温度由300K提高到320K，压气机后进气温度由350K降低到340K，可以将柴油-甲醇燃烧模式的甲醇替代率提高到5%；喷油时刻推迟到0.6deg，喷油温度提高到320K，压气机后进气温度降低到340K，可以将二甲醚-甲醇燃烧模式的甲醇替代率提高到25%。

关键词

甲醇发动机;准维燃烧模型;运行参数;性能优化;失火

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