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柴油机排放污染物控制实验研究

作　者: 张恩民
导　师: 陈丁跃
学　校: 长安大学
专　业: 车辆工程
关键词: 乙醇柴油混合燃料酶生物助燃剂 EGR 碳烟排放 NOx 后处理技术
分类号: TK421.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

能源与环境问题是当今世界各国所面临的两大难题。柴油机排放污染物的控制技术一直都是内燃机技术的发展中的重点。本文针对车用柴油机排放严重问题,采取了如下解决措施:一、采用乙醇柴油混合燃料;二、在柴油中添加酶生物助燃剂;三、利用EGR技术降低NOx排放;四、采用排放后处理技术。E10乙醇柴油混合燃料的外特性实验结果表明在柴油机结构与技术参数不变的条件下,柴油机动力性有所下降,经济性有所提高,碳烟排放降低;负荷实验结果表明在不同的转速和负荷下燃油的经济性差异较大;自由加速烟度实验表明燃用E10乙醇柴油可以显著的降低碳烟的排放。添加了酶生物助燃剂柴油的外特性实验表明在柴油机结构与技术参数不变的条件下,发动机的动力性和经济性可以显著的提高;负荷特性实验表明在不同的转速和负荷下燃油的经济性差异较大。自由加速烟度实验表明燃用添加了酶生物助燃剂的柴油能较好的降低碳烟排放。利用EGR技术降低NOx的排放实验表明NOx和碳烟的排放是“trade-off”关系,因此,最佳EGR应该能在保持其他排放物、动力性和经济性无明显恶化的前提下,可以有效的降低NOx排放。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 引言  10-11
  1.2 柴油机排出的有害成分  11-12
  1.3 日趋严格的排放标准  12-14
  1.4 本文研究的内容及意义  14-16
    1.4.1 本文研究的内容  14
    1.4.2 本文研究的意义  14-16
第二章乙醇柴油混合燃料的物化特性及助溶剂的介绍  16-26
  2.1 几种常用燃料及醇类的物化性质  16-17
  2.2 乙醇柴油混合燃料的物化特性  17-23
    2.2.1 冷凝点  17
    2.2.2 十六烷值  17-18
    2.2.3 乙醇柴油混合燃料的密度和热值  18-20
    2.2.4 乙醇柴油混合燃料的黏度  20-21
    2.2.5 乙醇柴油的相溶特性  21-23
  2.3 助溶剂  23-24
  2.4 醇类与柴油的掺烧方式  24-25
    2.4.1 化学混合法  24
    2.4.2 机械混合法  24-25
    2.4.3 缸内混合法  25
  2.5 本章小结  25-26
第三章乙醇柴油对柴油机性能和排放的实验研究  26-35
  3.1 实验装置及方法  26-27
    3.1.1 实验研究对象及仪器设备  26
    3.1.2 实验台架的总布置  26-27
    3.1.3 实验燃料及方法  27
  3.2 实验结果及分析  27-34
    3.2.1 外特性对比  28-30
    3.2.2 负荷特性对比  30-33
    3.2.3 自由加速烟度对比  33-34
  3.3 本章小结  34-35
第四章助燃剂对柴油机性能和自由加速烟度的实验研究  35-46
  4.1 燃料助燃剂分类及总述  35-37
    4.1.1 有灰型助燃剂  35-36
    4.1.2 无灰型助燃剂  36-37
  4.2 实验装置及方法  37-39
    4.2.1 实验研究对象及仪器设备  37-38
    4.2.2 实验燃料及方法  38
    4.2.3 本实验所用的助燃剂反应机理  38-39
  4.3 实验结果及分析  39-44
    4.3.1 外特性对比  39-41
    4.3.2 负荷特性对比  41-44
    4.3.3 自由加速烟度对比  44
  4.4 本章小结  44-46
第五章利用EGR技术降低柴油机排放中的NOx  46-60
  5.1 EGR技术概述  46-48
    5.1.1 内部EGR技术  46
    5.1.2 外部EGR技术  46-48
  5.2 柴油机尾气中NOx的生成及EGR控制原理  48-50
    5.2.1 柴油机尾气中NOx的生成机理  48-50
    5.2.2 EGR系统降低NOx排放的机理  50
  5.3 EGR率的计算  50-51
    5.3.1 对EGR系统传感器的要求  50
    5.3.2 EGR率的测量方法  50-51
  5.4 实验对象特性指标  51-53
    5.4.1 ESC十三工况点介绍  51-52
    5.4.2 原机外特性曲线  52-53
  5.5 EGR对柴油机排放和性能的影响  53-58
    5.5.1 低转速工况，EGR率对各种性能的影响  53-55
    5.5.2 中、高转速工况，EGR率对各种性能的影响  55-58
  5.6 本章小结  58-60
第六章柴油机排放后处理技术  60-71
  6.1 NOx后处理技术  60-63
    6.1.1 稀NOx技术  61-62
    6.1.2 SCR  62
    6.1.3 LNT技术  62-63
  6.2 PM后处理技术  63-70
    6.2.1 微粒捕集器  63-70
    6.2.2 柴油机氧化催化器(DOC)  70
  6.3 本章小结  70-71
结论与展望  71-73
  论文的主要研究成果  71
  不足  71-72
  今后工作展望  72-73
参考文献  73-76
致谢  76

柴油机排放污染物控制实验研究

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