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交通能源与绿色燃料

摘要

甲醇作为清洁替代燃料已得到了广泛应用，为了进一步提高发动机热效率，利用发动机排气余热对甲醇进行催化裂解得到甲醇裂解气并引入气缸内燃烧是一种可行可靠且实用的方法。甲醇裂解气中富含氢气，有利于燃料的清洁高效燃烧。而目前针对甲醇裂解气的研究多集中在点燃式发动机上，在压燃式发动机上的应用研究相对较少。因此以一台柴油机为研究对象，开展掺烧甲醇裂解气条件下该发动机特性的数值模拟研究。基于发动机数值模拟方法并结合化学反应简化机理建立柴油-甲醇裂解气发动机的三维燃烧模型，利用试验数据对模型进行标定，结合前期甲醇裂解气在不同替代比条件下对发动机燃烧与排放特性的影响研究，以15%替代比柴油-甲醇裂解气发动机为研究对象，对不同初始压力、温度和喷油正时条件下的发动机特性进行研究。结果表明：初始压力升高时，发动机缸内压力峰值升高，温度略有下降，发动机动力性与经济性均提升，碳烟、CO和HC排放均有不同程度下降，而NO排放略有上升。初始温度升高时，发动机缸内压力峰值与温度水平均升高，但缸内过量空气系数降低，发动机动力性与经济性下降，碳烟、NO、CO和HC排放均上升。喷油正时推迟时，发动机缸内压力与温度峰值均下降，缸内油气混合效果变差，发动机动力性与经济性均下降，碳烟、CO和HC排放均上升，NO排放下降。喷油正时的提前会导致缸内压力上升，动力性提升，热效率升高。

关键词

压燃发动机;甲醇裂解气;初始压力和温度;喷油正时;燃烧和排放

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