甲醇发动机的性能研究

在一台HL495JIQ发动机上,通过采用高压缩比及高挤气面积比的燃烧室,使甲醇发动机的动力性、燃料经济性和排放特性得到明显改善．台架实验表明：标定功率比原机提高了7%,最大转矩比原机提高了7．5%,最大功率点油耗下降7．4%,THC、NO_x、CO远低于GB 14762-2002规定的限值．在同一台发动机上,对比研究了M100和M85两种燃料,结果表明,采用M100可以获得更好的排放指标．采用基于气相色谱仪的甲醇发动机非常规碳氢排放物检测仪对该发动机的尾气进行检测,九工况法的检测表明：尾气中的甲醇排放接近0,甲醛排放为0．04 g/(kW·h),在总碳氢中占80%．     

低比例甲醇汽油燃料非常规排放特性的试验研究

在一台进气道多点电喷(PFI)汽油机EQ491i上进行了汽油、M10、M15、M20和M30燃料的负荷特性和外特性试验,使用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)测量了常规车用三效催化剂前后的甲醇、甲醛、乙醇、乙醛等非常规排放.试验结果表明:低比例甲醇汽油发动机的动力性和经济性基本不随燃料中甲醇含量的增加而出现明显变化,三效催化剂前的甲醇和甲醛等非常规排放随甲醇比例增加近似呈线性增加,但常规三效催化剂对非常规排放的转化效率较高,使三效催化剂后甲醇汽油发动机的常规排放和非常规排放与汽油机处于同一水平.     

基于缸内直喷的甲醇汽油混合燃料HCCI燃烧排放特性研究

在缸内直喷发动机上研究甲醇汽油混合燃料的HCCI燃烧排放特性,分析了其非常规排放的性能。试验中选用汽油、M10(甲醇体积分数10%)、M20(甲醇体积分数20%)3种燃料,并通过FTIR方法测量甲醇及甲醛等非常规排放。研究结果表明:在汽油中添加甲醇可以有效拓展HCCI燃烧的高负荷范围,M20燃料的高负荷范围比汽油提高近9%,指示燃油消耗率比汽油高5%～10%,但指示能量消耗率比汽油低2%～6%。CO、THC、NOx等常规排放随甲醇添加比例的增加而降低,而甲醇和甲醛等非常规排放随甲醇添加比例的增加而增加,并随负荷增高呈先增加后减少的趋势。     

低比例甲醇汽油发动机冷起动非常规排放和燃烧特性研究

在电控进气道喷射汽油机台架上,分别使用汽油、M10、M20和M30 4种燃油在常温条件下模拟了NEDC测试循环中的前2个市区工况循环(ECE),对冷起动过程中催化剂前后的常规排放和非常规排放以及燃烧特性进行了研究。研究结果表明:随着燃油中甲醇比例的增大,4种燃油的CO、NOx排放量逐步减少,而甲醇、甲醛等非常规排放量逐步增多。THC排放量在冷起动初期随着甲醇比例的增大而增加,在发动机温度上升后随着甲醇比例的增大而减少。但是在常规三效催化剂起燃以后,催化剂后的常规和非常规排放基本上均能得到有效控制。随着汽油燃料中甲醇添加比例的增大,在冷起动过程中发动机燃烧持续期缩短,缸内平均指示压力略有升高,对发动机缸内燃烧有一定的改善作用。     

甲醇裂解气发动机排放性能试验

以一台点火式电控发动机为研究对象,甲醇裂解装置安装在发动机排气管上回收废气余热,进行了甲醇裂解气在点燃式发动机上应用燃烧的排放性能试验研究.研究表明:通过甲醇裂解气在发动机上的稀燃,其动力性较之原机稍微有所下降,下降幅度仅为5%;甲醇裂解气发动机利用回收废气余热以及稀燃条件减少泵吸损失的优势,对比与原汽油机经济性有较大的提高.同时,稀燃可使NOx排放较原汽油机降低90%;与汽油机CO对比,降低了50%左右,而HC排放接近汽油;此外,甲醇裂解气发动机尾气中的非常规排放物甲醛的体积分数低于汽油机,经过尾气处理后,甲醛排放接近零排放,原机三效催化转化器对甲醛的消除有很好的效果.     

高比例甲醇汽油的发动机台架试验研究

M100是一种具有代表性的高比例甲醇汽油。通过在发动机上分别燃用93#汽油和M100甲醇汽油两种燃料,对比两种燃料的动力性、经济性以及排放性能,并对其进行分析。试验表明,在发动机上使用灵活燃料控制器后,M100甲醇汽油具有良好的适应性。与燃用93#汽油相比,M100甲醇汽油的动力性和经济型提高。常规排放的尾气中CO,HC和NOx显著降低,而非常规排放物甲醛排放增加。     

火花点火式电控甲醇发动机非常规污染物的排放特性

在火花点火式电控甲醇发动机上,采用M85(85％甲醇和15％汽油的混合物)和M100(100％纯甲醇)两种甲醇燃料进行台架实验,通过气相色谱法检测和分析了甲醇和甲醛非常规污染物在发动机2 000 r／min和怠速时的排放特性,同时考察了三元催化反应器对非常规污染物的转化效率．实验结果表明:燃用甲醇燃料时,甲醇和甲醛排放量在无负荷时最大,而后,随负荷的增加而降低,到一定值后,随负荷的增加而升高,甲醇和甲醛排放量(体积分数)分别可高达450×10-6和150×10-6;催化后甲醇和甲醛的排放量均明显降低,其中甲醇的催化转化率可达到 95％以上,而甲醛的催化转化率与之相比略低．此外,怠速时发动机甲醇和甲醛的排放量也较高．     

甲醇汽油发动机甲醛排放快速检测方法研究

利用对含氧有机物具有特殊吸附作用的Gs-OxyPLOT毛细柱对甲醇/汽油混合燃料发动机尾气中的甲醛和甲醇等进行分离后,采用气相色谱氦离子化检测器(PDHID)进行检测,试验研究了M10(甲醇与汽油的体积比为1∶9)汽油机的醇醛排放特性和三效催化器的催化转化效果.色谱图显示甲醛分离度好,PDHID检测器对甲醛的响应好,灵敏度高,线性好,证明这种方法可以用于检测成分复杂的发动机尾气中的甲醛和甲醇.试验结果表明,在汽油中加入甲醇后甲醛排放大幅增加,且随转速的增加而增大;M10发动机的甲醇排放随转速增加而降低.三效催化器正常工作时对甲醇的催化转化率达85%以上,由于甲醛二次生成作用催化后反而可能增加.     

甲醇发动机的醛酮类污染物排放特性研究

在一台燃用纯甲醇的电控点燃式发动机上,通过台架试验研究了其常规气体污染物和醛酮类污染物的排放特性.研究结果表明:三效催化器对甲醇发动机的常规污染物和非常规污染物排放均有良好的净化效率,催化器后的常规污染物排放能够满足GB 14762-2002的排放限值;甲醇发动机排放的醛酮类污染物以甲醛、乙醛、丙烯醛和丙酮等C_1～C_3污染物为主,而C_3以上的醛酮类化合物占排气中醛酮总量的比例较小;醛酮污染物的比排放量随着发动机负荷的增加先减少后增加,随着转速上升明显增加.     

M15甲醇汽油在4G15S汽油机上的试验研究

在4G15S汽油发动机上分别对燃用M15甲醇汽油与燃用93#汽油时的动力性、经济性、常规及非常规排放性能等进行了试验研究。试验表明,该汽油机与M15甲醇汽油具有良好的适应性;与燃用93#汽油相比,动力性略有下降,燃油消耗率增加,尾气排放中CO,HC,NOx明显降低,甲醛排放增加。     

Study of spark ignition engine fueled with methanol/gasoline fuel blends

A 3-cylinder port fuel injection engine was adopted to study engine power, torque, fuel economy, emissions including regulated and non-regulated pollutants and cold start performance with the fuel of low fraction methanol in gasoline. Without any retrofit of the engine, experiments show that the engine power and torque will decrease with the increase fraction of methanol in the fuel blends under wide open throttle (WOT) conditions. However, if spark ignition timing is advanced, the engine power and torque can be improved under WOT operating conditions. Engine thermal efficiency is thus improved in almost all operating conditions. Engine combustion analyses show that the fast burning phase becomes shorter, however, the flame development phase is a little delay.When methanol/gasoline fuel blends being used, the engine emissions of carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (HC) decrease, nitrogen oxides (NO_x) changes little prior to three-way catalytic converter (TWC). After TWC, the conversion efficiencies of HC, CO and NO_x are better. The non-regulated emissions, unburned methanol and formaldehyde, increase with the fraction of methanol, engine speed and load, and generally the maximum concentrations are less than 200 ppm. Experimental tests further prove that methanol and formaldehyde can be oxidized effectively by TWC. During the cold start and warming-up process at 5 °C, with methanol addition into gasoline, HC and CO emissions decrease obviously. HC emission reduces more than 50% in the first few seconds (cold start period) and nearly 30% in the following warming-up period, CO reduces nearly 25% when the engine is fueled with M30. Meanwhile, the temperature of exhaust increases, which is good to activate TWC.     

甲醇-汽油混合燃料电喷汽油机性能的试验研究

在一台多点电喷汽油机上,系统开展了燃用高比例的甲醇汽油混合燃料(甲醇的体积比为85%)M85时发动机的动力性,经济性和排放特性。研究结果表明:电喷汽油机燃用M85时,动力性明显改善,经济性明显提高,有效热效率明显提高;CO和NOx的排放有明显改善,但HC排放明显恶化。     

电控汽油机燃用中低比例甲醇汽油的试验研究

因电控汽油机具有空燃比自适应控制功能,将中、低比例甲醇汽油用作汽油机的燃料时,电控系统可以将混合气的实际空燃比维持在理论空燃比附近,从而能够保持汽油机平稳运转。本文对电控发动机燃用M25和M50甲醇汽油的动力性、燃油经济性和排放进行了试验研究,结果表明发动机的动力性与燃用RON93汽油时基本相当,以比能耗为指标的燃料经济性有所提高,燃烧中的CO、HC和NOx生成量显著降低,三效催化转化器对燃用甲醇汽油时的CO和HC的转化效率较高,但因燃用甲醇汽油时排气温度较低导致对NOx的转化效率有所降低。     

Combustion and emissions behaviour for methanol–gasoline blended fuels in a multipoint electronic fuel injection engine

The purpose of this study is to experimentally investigate the performance, combustion and pollutant emissions of a multipoint electronic fuel injection gasoline engine using methanol–gasoline blends. The results indicated that, with the increase in methanol (CH₃OH) content in the blends, the maximum engine torque and power are slightly decreased, the brake specific fuel consumption is evidently increased and brake thermal efficiency remains almost identical. At low engine loads and speeds, gasoline is observed to have faster combustion velocity, but the blends are faster at high engine loads and speeds. The carbon monoxide of the blends is slightly lower, hydrocarbon is slightly higher at high engine loads and nitrogen oxide is lower for M10 at low engine loads. The emissions of formaldehyde are evidently higher with the increase in CH₃OH content, but CH₃OH and acetaldehyde emissions of the blends show little variation.     

发动机非常规排放物甲醛的检测与分析

以Flyer M-TCE汽油发动机为对象,以环境空气中甲醛测定方法为基础,采用便携式现场甲醛测定仪,分别进行了93号汽油、甲醇汽油（M15、M25、M85）、乙醇汽油（E10、E25）在一定工况下的非常规排放物———甲醛的检测。结果表明,发动机燃用汽油和醇燃料时,排气中都会产生醛类排放物,且随着混合燃料中的醇含量增加,排气中醛类排放物也相应增加;同一种燃料进行测试时,甲醛排放随着功率的增加呈先增大后减小的趋势;双三元催化器对甲醛有一定的催化作用。通过台架实验得到大量醇类燃料发动机甲醛排放数据,为今后开发醇类燃料汽车燃烧系统及制订排放标准提供依据。     

甲醇汽油的排放特性和毒性分析

燃烧甲醇会增加甲醛之类的非常规排放以及甲醇的毒性,使甲醇汽油在我国的普遍使用遇到障碍。多数试验研究表明,汽车使用甲醇汽油后CO、HC的排放是降低的,不过各种试验降低的幅度差别较大。而NOx排放各类试验结果就很不一致,有低于汽油的,也有高于汽油的,也有在某一工况下低于汽油而在另一工况下又高于汽油的。甲醇汽油的非常规排放(如甲醇、甲醛等),几乎所有的试验结果都表明要高于普通汽油,但高出的幅度差别较大。如果要准确检测甲醇汽油的污染物排放,就必须严格规范试验条件。并且,应在城市实际交通状况下检测甲醇汽油的污染物排放,并与普通汽油做对比。如果发动机参数设置合理,燃烧甲醇汽油的CO、HC排放应该是降低的。只要掌握甲醇汽油的燃烧规律,通过一些发动机技术参数的调整,NOx的排放即使增高也不会比汽油高很多。有试验表明,燃烧甲醇汽油产生的甲醛等非常规排放经三效转换器后可以降得很低,在大气中的浓度已低于国家规定的标准。至于甲醇汽油的毒性,只要加强管理,制定并严格遵守操作规程,就可以避免它对人体健康的危害。     

M85甲醇和汽油双燃料车用发动机的试验研究

根据Ｍ８５甲醇和汽油两种燃料的特性,在４９５Ｑ汽油发动机上着重研究了通过合理切换、调整化油器、混合气预热、点火角度,确保双燃料发动机的正常工作,试验结果证明,将低压缩比的点燃式发动机改装成为燃用Ｍ８５甲醇和汽油的双燃料发动机是可行的,两者的扭矩和功率相当,Ｍ８５甲醇机的尾气排放明显优于汽油机。