论文部分内容阅读
甲醇作为一种汽油替代燃料具有资源丰富、价格便宜和燃烧性能良好等众多优势,但甲醇燃料燃烧产生的甲醛等非常规排放对人体及环境危害极大,不容忽视。本课题基于国家863项目“甲醇灵活燃料汽车技术开发”,主要针对不同比例甲醇汽油常规及非常规排放特性及其形成机理进行研究。首先,进行不同比例甲醇汽油的油耗和排放性能发动机台架试验。在一台进气道多点电喷汽油机EQ491i上,采用AVL傅里叶变换红外光谱多组分分析仪SESAM-FTIR测量了低比例甲醇汽油的排放成分。结果表明:在相同输出功率条件下,甲醇汽油的绝对油耗量高于纯汽油,并随着甲醇比例的增加而增加,但等效油耗值基本一致。纯汽油、M10、M20、M30的常规排放NOX、HC以及CO差异不明显。甲醇汽油中未燃甲醇的比例随着甲醇比例的增加而增加,甲醛排放也随着甲醇比例的增加而增加,混合燃料的非常规排放如乙醇、甲苯等与纯汽油的差异不明显。其次,基于Chemkin软件平台搭建甲醇汽油燃料化学反应动力学模型。对甲醇、异辛烷详细化学反应机理进行敏感性分析,在此基础上对详细机理进行简化,并构建甲醇汽油混合燃料简化化学反应机理。结果表明:在一定条件下,简化机理的温度、压力曲线及主要中间产物的变化过程与详细机理一致,并在一定初始温度和空燃比条件下的着火时刻也保持较好的一致性。最后,搭建甲醇汽油发动机循环工作过程数值模型,利用Boost准维燃烧模型耦合Chemkin化学反应动力学,计算低比例甲醇汽油甲醛及NOX的生成机理,并对高比例甲醇汽油的排放特性进行预测。模拟结果表明:相同负荷及化学计量比条件下,汽油中掺入甲醇后,甲醛的排放有所增加,并且甲醛随着甲醇比例的增加而增加;NOX排放基本不随甲醇比例变化;在化学计量空燃比下,甲醛排放受负荷变化影响不大,NOX则随着负荷的增大而增大。