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《氫氣對缸內(nèi)直噴甲醇發(fā)動機燃燒和排放的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要氫氣對缸內(nèi)直噴甲醇發(fā)動機燃燒和排放的影響隨著石油資源的日益枯竭和環(huán)境問題的日益嚴峻，世界各國都在根據(jù)本國的技術(shù)基礎(chǔ)和資源狀況探索著適合本國國情的汽車發(fā)展道路，中國的能源結(jié)構(gòu)為發(fā)展甲醇燃料提供了發(fā)展契機。甲醇燃料可以作為中國從傳統(tǒng)能源向新能源的一種過渡。針對甲醇發(fā)動機目前存在的冷啟動困難和非常規(guī)排放物高的問題，利用混入氫氣的方法，借助氫氣優(yōu)良的燃燒特性來改善甲醇發(fā)動機的燃燒與排放性能，為解決甲醇在應用中存在的問題提供了新的思路。本文通過數(shù)值模擬的方法，借助最新的甲醇氧化反應機理，并結(jié)合氮氧化物的有關(guān)反應機理，構(gòu)建了新的化學反應機理。利用大型化學反應動力學分析軟件Chem
2、kin中的premix子程序，在給定溫度、壓力等初始條件下，探索了氫氣對甲醇氧化反應化學機理的影響，研究了氫氣對甲醇預混層流火焰中主要中間產(chǎn)物和生成物的影響情況，并利用甲醇詳細機理和發(fā)動機三維模型的耦合計算。利用AVL-FIRE軟件分析甲醇發(fā)動機在不同摻氫比例的情況下，燃燒參數(shù)及排放參數(shù)的變化狀況，并在此基礎(chǔ)上，對比了在不同過量空氣系數(shù)和點火時刻時，摻氫比例為5%與不摻氫對甲醇發(fā)動機在燃燒和排放性能上的影響，深入分析了過量空氣系數(shù)和點火正時等相關(guān)參數(shù)對摻氫甲醇發(fā)動機的影響情況。分析得到以下結(jié)論：1.在甲醇預混層流火焰中，氫氣的摻入能加快甲醇氧化反應的速率，且反應速率隨著摻
3、氫比例的增加而加快；氫氣的摻入增加了火焰中H、O及OH等自由基是導致整個化學反應隨摻氫量增大而增大的原因。當摻氫比例小于5%時，中間產(chǎn)物H2在反應中起主要作用，當摻氫比例大于5%時，反應物H2起在反應中起主要作用；隨著混氫比例的增加，CH2O的摩爾分數(shù)的峰值有所下降，說明H2的摻入能起到減少CH2O的作用，對環(huán)境具有積極的意義；在甲醇氫氣預混層流火焰中，溫度對NO的生成影響不大。隨著摻入氫氣比例的增加，NO的摩爾分數(shù)呈減小趨勢。2.甲醇詳細機理和發(fā)動機三維模型的耦合計算的結(jié)果表明：在相同的過量空氣系數(shù)等初始條件下，隨著摻氫比例的增加，缸內(nèi)峰值壓力呈不斷增加的趨勢，并且最高
4、峰值壓力所對應的曲軸轉(zhuǎn)角有所提前，最高溫度不斷增加，放熱率峰值不斷增加。對于排放，隨著摻氫比例的增加，CO、甲醛和未燃甲醇的排放呈減小趨勢，NO的排放逐漸增多。3.對比摻氫比例為5%與不摻氫對甲醇發(fā)動機在燃燒和排放性能上的影響后，發(fā)現(xiàn)在不同過量空氣系數(shù)，摻氫比例為5%和不摻氫時，各燃燒與排放參數(shù)的變化依然遵循摻氫量對各參數(shù)的影響規(guī)律；且不論摻氫與否，隨著過量空I氣系數(shù)的增大，缸內(nèi)最高溫度和缸內(nèi)最大壓力均呈下降趨勢；排放方面，隨著過量空氣系數(shù)的增大，CO、甲醛和未燃甲醇的排放呈增大趨勢，NO的排放逐漸減小。4.對比摻氫比例為5%與不摻氫對甲醇發(fā)動機在燃燒和排放性能上的影響后
5、，發(fā)現(xiàn)在不同點火時刻，摻氫比例為5%和不摻氫時，各燃燒與排放參數(shù)的變化依然遵循摻氫量對各參數(shù)的影響規(guī)律；且不論摻氫與否，隨著點火時刻的推遲，缸內(nèi)最高溫度和缸內(nèi)最大壓力均呈下降趨勢；排放方面，隨著點火時刻的推遲，CO、甲醛和未燃甲醇的排放呈增大趨勢，NO的排放逐漸減小。關(guān)鍵詞：甲醇發(fā)動機，氫氣，燃燒，排放，模擬IIABSTRACTEffectofHydrogenonCombustionandEmissionofDirectInjectionMethanolEngineAstheoilresourcebeingconsumedquicklyandenvironmentalpr
6、oblemsbecomingserious,allcountriesintheworldshouldchooserightpathofautomotivedevelopmentbasedontheirowntechnicalinfrastructureandresources.China'senergystructureprovidesasuperexcellentopportunityforthedevelopmentofmethanolfuelwhichcanbeusedasatransitiononefromtraditionalenergytonewenergy.
7、However,methanolengineshavehighunregulatedemissionsanddifficultiesincoldstart.Therefore,hydrogen,whichisequippedwithexcellentcombustioncharacteristic,canprovideanewideatoimprovecombustionandemissionsperformanceofmethanolengine.Meanwhiletheproblemsthatexistintheappli
