沼氣/生物柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)研究

【摘要】： 近年來(lái),隨著工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展,石油資源日漸減少,大氣污染的日益嚴(yán)重以及日益嚴(yán)格的排放法規(guī),都促使人們?nèi)で罂商娲茉础Ｔ诒姸嗫商娲剂现?基于生物質(zhì)的沼氣、生物柴油都是比較理想的可再生燃料。由于沼氣中含有大量的CO_2,發(fā)動(dòng)機(jī)燃用沼氣燃燒速度慢,CO和HC的排放較高,大負(fù)荷時(shí)缺氧嚴(yán)重;而生物柴油中含有較多的氧,有利于燃燒完全,CO和HC的排放較低,但會(huì)使NO_X排放上升。 結(jié)合沼氣和生物柴油這兩種生物燃料的特性,在直噴柴油機(jī)上實(shí)現(xiàn)沼氣與生物柴油高效混燃,充分發(fā)揮沼氣和生物柴油優(yōu)越的理化特性和燃燒特性,通過(guò)專門(mén)研制雙核電控單元(ECU),建立相應(yīng)的控制模型,研制了沼氣電控多點(diǎn)噴射系統(tǒng),使295T型直噴柴油機(jī)能運(yùn)行在沼氣/生物柴油雙燃料模式。在相同條件下,以改裝后的發(fā)動(dòng)機(jī)為試驗(yàn)裝置,分別燃用柴油和沼氣/生物柴油雙燃料進(jìn)行了臺(tái)架性能試驗(yàn)。 試驗(yàn)結(jié)果表明:發(fā)動(dòng)機(jī)改裝后運(yùn)行在沼氣/生物柴油雙燃料模式與原機(jī)(燃用純柴油時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī))相比,動(dòng)力性能略有提高,熱效率提高,當(dāng)量燃油消耗率降低,經(jīng)濟(jì)性能明顯改善,NO_X的排放量明顯降低,CO排放量基本不變,HC排放量有所增加。試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明所研制的沼氣電控噴射系統(tǒng)工作可靠、性能穩(wěn)定、輸出響應(yīng)好,有效地控制了沼氣的定時(shí)定量噴射。含大量CO_2的沼氣和含氧的生物柴油組合在柴油機(jī)內(nèi)燃燒,可以達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、劣勢(shì)抵消的效果,有利于燃燒完全并減少NO_X的排放量,解決了沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降,排放性能和經(jīng)濟(jì)性變差的問(wèn)題。由于空氣充量的減少,進(jìn)入氣缸O_2減少,直接導(dǎo)致HC排放量增加,可以采用渦輪增壓方式或是用HC吸附器加以解決,出于試驗(yàn)條件的限制,未能采用渦輪增壓和HC吸附器。 【關(guān)鍵詞】：直噴柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 雙燃料 多點(diǎn)噴射 性能 沼氣 生物柴油
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TK46
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題的提出9-11
• 1.1.1 沼氣燃燒特性的研究概況9-10
• 1.1.2 點(diǎn)燃式沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的研究概況10
• 1.1.3 壓燃式沼氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的研究概況10
• 1.1.4 生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的研究概況10-11
• 1.2 雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展11-13
• 1.2.1 機(jī)械控制混合器預(yù)混合式供氣12
• 1.2.2 電子控制預(yù)混合式供氣12
• 1.2.3 缸內(nèi)噴射供氣12-13
• 1.2.4 雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)其他技術(shù)的研究13
• 1.3 研究目的和意義13-14
• 1.4 研究?jī)?nèi)容、關(guān)鍵問(wèn)題與研究路線14-17
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.4.2 關(guān)鍵問(wèn)題15
• 1.4.3 研究路線15-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 第2章 沼氣的燃燒特性和供給形式18-23
• 2.1 沼氣的燃燒特性18-19
• 2.1.1 沼氣的成份18
• 2.1.2 沼氣的理化特性18-19
• 2.2 沼氣/生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)改裝方案19-22
• 2.2.1 沼氣供給系統(tǒng)19
• 2.2.2 沼氣多點(diǎn)噴射系統(tǒng)19-20
• 2.2.3 各組成部分的選擇與設(shè)計(jì)20-22
• 2.2.4 曲軸轉(zhuǎn)角傳感器和水溫傳感器的選擇22
• 2.2.4.1 曲軸轉(zhuǎn)角傳感器22
• 2.2.4.2 水溫傳感器22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第3章 沼氣電控噴射系統(tǒng)控制模型的建立23-26
• 3.1 沼氣噴射脈寬和沼氣噴射量關(guān)系的確定23-24
• 3.2 控制模型的確定24-25
• 3.2.1 沼氣控制方法的確定24
• 3.2.2 摻燒比的確定24-25
• 3.3 本章小結(jié)25-26
• 第4章 沼氣電控噴射系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)26-33
• 4.1 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)26-28
• 4.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)26-27
• 4.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)總體方案27-28
• 4.2 ECU硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)28-32
• 4.2.1 單片機(jī)選型28
• 4.2.2 單片機(jī)電路設(shè)計(jì)28-29
• 4.2.3 高速電磁閥驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)29-30
• 4.2.4 冷卻水水溫采集及顯示模塊30-31
• 4.2.5 雙機(jī)通信模塊31
• 4.2.6 曲軸信號(hào)采集模塊31
• 4.2.7 沼氣多點(diǎn)順序噴射系統(tǒng)時(shí)序控制31
• 4.2.8 硬件抗干擾設(shè)計(jì)31-32
• 4.2.8.1 電源抗干擾設(shè)計(jì)31-32
• 4.2.8.2 接口通道抗干擾設(shè)計(jì)32
• 4.2.8.3 沼氣噴射器控制抗干擾設(shè)計(jì)32
• 4.2.8.4 印刷電路板抗干擾措施32
• 4.3 本章小結(jié)32-33
• 第5章 沼氣電控噴射系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)33-40
• 5.1 主程序流程圖33-34
• 5.1.1 系統(tǒng)軟件的主要功能和特點(diǎn)33
• 5.1.2 系統(tǒng)軟件流程圖33-34
• 5.1.3 軟件系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)34
• 5.2 系統(tǒng)子程序設(shè)計(jì)34-37
• 5.2.1 冷卻水溫度測(cè)量34-36
• 5.2.2 數(shù)碼管顯示36-37
• 5.3 程序的仿真與調(diào)試37-38
• 5.4 程序的燒寫(xiě)38-39
• 5.5 本章小結(jié)39-40
• 第6章 雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)40-57
• 6.1 試驗(yàn)設(shè)備及儀器40-41
• 6.1.1 試驗(yàn)用主要儀器40
• 6.1.2 尾氣溫度測(cè)量40-41
• 6.1.3 295T型柴油機(jī)及其附件的主要參數(shù)41
• 6.1.4 試驗(yàn)用柴油、機(jī)油及生物柴油41
• 6.2 沼氣/生物柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的性能試驗(yàn)41-43
• 6.2.1 試驗(yàn)所參照的標(biāo)準(zhǔn)41
• 6.2.2 試驗(yàn)結(jié)果的修正41-43
• 6.2.2.1 有效功率的修正41-42
• 6.2.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率的換算42-43
• 6.2.2.3 當(dāng)量燃油消耗率b_e的換算43
• 6.2.3 試驗(yàn)所測(cè)試的項(xiàng)目43
• 6.3 全負(fù)荷速度特性試驗(yàn)43-46
• 6.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷適應(yīng)性45-46
• 6.4 負(fù)荷特性試驗(yàn)46-50
• 6.5 速度特性試驗(yàn)50-56
• 6.6 本章小結(jié)56-57
• 第7章 結(jié)論與討論57-59
• 7.1 結(jié)論57-58
• 7.2 討論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 致謝64-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65

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氣體發(fā)動(dòng)機(jī)燃料特性探討    糜振琥;

增壓天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研制    沙濟(jì)忠;劉銘仁;吳廣松;

TY1100柴油機(jī)燃用天然氣的排放特性研究    胡準(zhǔn)慶,陳淑玲,李廣順,張洪訓(xùn),王效濤

柴油性質(zhì)與柴油機(jī)排放的關(guān)系    邵恩坡

國(guó)內(nèi)外垃圾發(fā)電狀況    官玉琪,魏杰

城市生活垃圾綜合循環(huán)利用處理系統(tǒng)    梁明昭;

天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管內(nèi)混合氣形成過(guò)程的可視化研究    龔英利

6135G雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)    何江川,張世康

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沼氣用一年　戶均增兩千    本報(bào)記者　鮑丹

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能源緊張呼喚“沼氣時(shí)代”    記者 寧波

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擰緊沼氣安全閥    黎楠米啟科

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同步器操作性能與壽命測(cè)試系統(tǒng)的研究    陳福恩

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零壓續(xù)跑輪胎內(nèi)支撐虛擬設(shè)計(jì)與性能分析    楊欣

生物纖維原料汽爆預(yù)處理技術(shù)與應(yīng)用研究    王許濤

氣吸振動(dòng)式精密排種器理論及試驗(yàn)研究    趙湛

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分階式雙漸開(kāi)線齒輪與普通漸開(kāi)線齒輪的性能對(duì)比分析    陶凌峰

通風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集系統(tǒng)的研制    宋力

新型SMA橡膠支座及在橋梁結(jié)構(gòu)中的隔震研究    孫宏俊

Q450NQR1高強(qiáng)度耐候鋼沖壓、焊接性能的研究    尹旭方

可移動(dòng)式風(fēng)蝕風(fēng)洞集沙儀及排沙器的性能試驗(yàn)研究    冬梅

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鋼絲繩電動(dòng)葫蘆性能測(cè)試系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)    賁可存