一种醇类和汽油双燃料的燃烧模式的对比方法技术

本发明专利技术公开了一种醇类

【技术实现步骤摘要】
一种醇类和汽油双燃料的燃烧模式的对比方法


[0001]本专利技术涉及一种醇类和汽油双燃料的燃烧模式的对比方法，属于内燃机


技术介绍

[0002]目前我国常见的汽车大多以内燃机为动力装置的传统汽车，新能源汽车占比率较低。以内燃机为动力装置的汽车消耗汽油、柴油等燃料以产生动力，而以上燃料的燃烧产物中包含一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、微粒物等，它们对环境和人类健康的危害不容小觑。从能源安全及环境污染的角度，提升内燃机热效率并降低有害污染物的排放是目前亟待解决的难题。
[0003]由于醇类燃料具有清洁、可再生且含氧量大的特点，因此醇类燃料有望成为汽油的理想代用燃料。醇类燃料应用于发动机中已具有相当长的一段时间，根据使用燃料的类型主要可以分为纯醇类及醇类+汽油两大类。但是由于醇类的能量密度较低，导致比油耗增加、续航里程短，且醇类的汽化潜热较高，应用在发动机中其低温冷起动性能差，对醇类加油站依赖度高等原因并没有大规模推广，即目前醇类+汽油的模式得到了世界范围内的青睐。将醇类和汽油按照固定比例混合好后加注到油箱中使用是目前应用最为广泛的。
[0004]复合喷射发动机具备进气道喷射及缸内直喷两套供油系统，可实现进气道及缸内直喷喷油脉宽、喷油时刻及喷油次数的独立控制。双燃料复合喷射发动机在实际运转过程中进气道和缸内喷射的燃料种类是确定的，这意味着应首先确定两种复合喷射模式哪一种相对较优。
[0005]将醇类与汽油通过复合喷射方式应用于点燃式发动机中时，需明确两个问题：一是要确定醇类的加入是否可以改善原机的燃烧与排放性能，二是确定醇类/汽油应使用何种复合喷射方式，即醇类气道喷射+汽油缸内直喷或汽油气道喷射+醇类缸内直喷方式。

技术实现思路

[0006]本专利技术设计开发了一种醇类和汽油双燃料的燃烧模式的对比方法，本专利技术将三种模式进气道与直喷之比固定为1：1后，对相同工况下发动机燃烧及排放特性进行对比，得到最优喷射模式，能够减少排放，提高动力性，改善内燃机的综合性能。
[0007]本专利技术提供的技术方案为：
[0008]一种醇类和汽油双燃料的燃烧模式的对比方法，包括：
[0009]步骤一、制定不同的醇类和汽油复合喷射模式；
[0010]步骤二、设定复合喷射模式的进气道喷射流量与缸内直喷的流量之比为1:1，每种喷射模式的进气量相同；
[0011]设定过量空气系数λ＝1；
[0012]在喷油量不变的前提下，分别在不同直喷压力、不同的直喷时刻、不同的转速及负荷、不同的过量空气系数设定值条件下，对不同负荷喷射模式的动力性和排放性进行对比；
[0013]步骤三、当NOx、HC排放量以及总微粒数量浓度排放量为各喷射模式中的最小值，动力性扭矩为所述各喷射模式中的最高值时，则确定该模式为最佳方案。
[0014]优选的是，所述步骤一中制定不同的醇类和汽油复合喷射模式包括：
[0015]醇类进气道喷射+汽油缸内直喷；
[0016]汽油进气道喷射+醇类缸内直喷；
[0017]汽油进气道喷射+汽油缸内直喷。
[0018]优选的是，所述复合喷射模式中，两两构造相同部分，包括：
[0019]所述醇类进气道喷射+汽油缸内直喷模式与所述汽油进气道喷射+汽油缸内直喷具有相同的50％汽油直喷；
[0020]所述汽油进气道喷射+醇类缸内直喷模式与所述汽油进气道喷射+汽油缸内直喷具有相同的50％汽油进气道喷射；
[0021]所述醇类进气道喷射+汽油缸内直喷模式与所述汽油进气道喷射+醇类缸内直喷模式相同，具有50％汽油+50％醇；
[0022]将汽油进气道喷射+汽油缸内直喷模式作为50％汽油+50％醇模式的对比桥梁。
[0023]优选的是，所述步骤二包括：
[0024]设定过量空气系数λ＝1，三种喷射模式的进气量相同；
[0025]使发动机工作在纯进气道喷射模式下，测试燃油质量流量；
[0026]调节进气道喷油脉宽，使燃油质量流量减半；
[0027]启用直喷喷油器并逐渐增加直喷脉宽至过量空气系数λ达到设定值；
[0028]确定在喷油质量不变时不同喷油压力所对应的直喷脉宽，并在喷油量不变的前提下分别在不同喷油压力下对醇类和汽油的三种喷射模式的动力性及排放性进行对比。
[0029]优选的是，对三种喷射模式的动力性及排放性进行对比，确定汽油进气道喷射+醇类缸内直喷模式为最优喷射模式。
[0030]优选的是，
[0031]设定负荷值30kPa为小负荷，负荷值70kPa为大负荷；
[0032]在不同直喷压力条件下，汽油进气道喷射+醇类缸内直喷模式的动力性扭矩在小负荷和大负荷条件下分别为：27～28N
·
m、93～95N
·
m；
[0033]在小负荷条件下，NO
X
排放值为1320～1380ppm，HC排放值为135～160ppm，总微粒数量浓度为0；
[0034]在不同直喷时刻条件下，汽油进气道喷射+醇类缸内直喷模式的动力性扭矩分别为：λ＝1时，动力性扭矩为57.5～59N
·
m，λ＝1.3时，动力性扭矩为43.5～46N
·
m；
[0035]排放性指标为：λ＝1时，NO
X
排放值为1800～2300ppm，HC排放值为140～200ppm，CO(％vol)为0.7～1.1，总微粒数量浓度为1.5
×
105～2
×
105；
[0036]λ＝1.3时，NO
X
排放值为1600～1900ppm，HC排放值为130～250ppm，CO(％vol)为0.06～0.08，总微粒数量浓度为0.1
×
105～0.3
×
105；
[0037]在不同负荷下，汽油进气道喷射+醇类缸内直喷模式的动力性扭矩分别为：
[0038]负荷为30kPa、40Pa、50Pa、60Pa、70Pa所对应的动力性扭矩分别为：27～31N
·
m、43～44N
·
m、58～62N
·
m、73～79N
·
m、88～95N
·
m；
[0039]转速为1800r/min时，NO
X
排放值为1100～2800ppm，HC排放值为140～255ppm，总微
粒数量浓度为0～3.1
×
106；
[0040]在不同的过量量空气系数：λ＝0.9、1.0、1.1、1.2、1.3时，所对应的动力性扭矩分别为：58～63N
·
m、58～62N
·
m、55～57N
·
m、50～53N
·
m、45～53N
·
m。
[0041]本专利技术所述的有益效果：本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种醇类和汽油双燃料的燃烧模式的对比方法，其特征在于，包括：步骤一、制定不同的醇类和汽油复合喷射模式；步骤二、设定复合喷射模式的进气道喷射流量与缸内直喷的流量之比为1:1，每种喷射模式的进气量相同；设定过量空气系数λ＝1；在喷油量不变的前提下，分别在不同直喷压力、不同的直喷时刻、不同的转速及负荷、不同的过量空气系数设定值条件下，对不同负荷喷射模式的动力性和排放性进行对比；步骤三、当NOx、HC排放量以及总微粒数量浓度排放量为各喷射模式中的最小值，动力性扭矩为所述各喷射模式中的最高值时，则确定该模式为最佳方案。2.根据权利要求1所述的醇类和汽油双燃料的燃烧模式的对比方法，其特征在于，所述步骤一中制定不同的醇类和汽油复合喷射模式包括：醇类进气道喷射+汽油缸内直喷；汽油进气道喷射+醇类缸内直喷；汽油进气道喷射+汽油缸内直喷。3.根据权利要求2所述的醇类和汽油双燃料的燃烧模式的对比方法，其特征在于，所述复合喷射模式中，两两构造相同部分，包括：所述醇类进气道喷射+汽油缸内直喷模式与所述汽油进气道喷射+汽油缸内直喷具有相同的50％汽油直喷；所述汽油进气道喷射+醇类缸内直喷模式与所述汽油进气道喷射+汽油缸内直喷具有相同的50％汽油进气道喷射；所述醇类进气道喷射+汽油缸内直喷模式与所述汽油进气道喷射+醇类缸内直喷模式相同，具有50％汽油+50％醇；将汽油进气道喷射+汽油缸内直喷模式作为50％汽油+50％醇模式的对比桥梁。4.根据权利要求3所述的醇类和汽油双燃料的燃烧模式的对比方法，其特征在于，所述步骤二包括：设定过量空气系数λ＝1，三种喷射模式的进气量相同；使发动机工作在纯进气道喷射模式下，测试燃油质量流量；调节进气道喷油脉宽，使燃油质量流量减半；启用直喷喷油器并逐渐增加直喷脉宽至过量空气系数λ达到设定值；确定在喷油质量不变时不同喷油压力所对应的直喷脉宽，并在喷油量不变的前提下分别在不同喷油压力下对醇类和汽油的三种喷射模式的动力性及排放性进行对比。5.根据权利要求4所述的醇类和汽油双燃料的燃烧模式的对比方法，其特征在于，对三种喷射模式的动力性及排放性进行对比，确定汽油进气道喷射+醇类缸内直喷模式为最优喷射模式。6.根据权利要求5所述的醇类和汽油双燃料的燃烧模式的对比方法，其特征在于，设定负荷值30kPa为小负荷，负荷值70kPa为大负荷；在不同直喷压力条...

【专利技术属性】
技术研发人员：于秀敏，胡俊涵，郭泽洲，张家华，朱琦，刘东杰，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：