甲醇燃料在单缸发动机上的应用研究

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1、报告编号：201414B1920570科 技 查 新 报 告项目名称：甲醇燃料在单缸发动机上的应用研究委 托 人：运城常运动力机械有限公司（张闽英）委 托 日 期: 2014 年 6 月 16 日查新机构（盖章）：山 西 省 科 学 技 术 情 报 研 究 所查新完成日期: 2014 年 6 月 25 日中 华 人 民 共 和 国 科 学 技 术 部二 年制1查新项目名 称中 文：甲醇燃料在单缸发动机上的应用研究名 称 山西省科学技术情报研究所通信地址 山西省太原市迎泽大街 366 号 邮政编码 030001负 责 人 郭茂林 电 话 4810066 传 真 4921801联 系 人 梁建军

2、电 话 4046820 4046024-8184810066-818查新机构电子信箱 一、查新目的鉴 定2二、查新项目的科学技术要点以本公司生产的 ZS1115 型单缸柴油机为原型机，在保持其结构不变的前提下，对气缸盖、活塞、喷油器等零部件进行改进设计，提高发动机压缩比，使其成为适用甲醇燃料的新型 CY1115JC 甲醇单缸发动机，改进后的甲醇发动机性能等同或优于原机，发动机可靠性不低于原机，高压油泵、喷油器等涉醇部件可靠性与原机相当。三、查新点与查新要求1、CY1115JC 型单缸发动机是完全燃用甲醇燃料的新型发动机；2、甲醇燃料替代柴油后，保持原结构不变，压缩比为 19.3；3、甲醇发动机

3、性能等同或优于原机，发动机可靠性不低于原机，高压油泵、喷油器等涉醇部件可靠性与原机相当。国内检索3四、文献检索范围及检索策略（一） 检索范围：国内数据库及部分网上资源：数据库名称 文档号 年 限中国重大科技成果数据库 ZDCG 1981-中国科技成果数据库 CSTAD 1983-2014中国学术会议论文数据库 CACP 1986-2014中国学位论文数据库 CDDB 1989-2014中文科技期刊数据库 1989-2014中国期刊全文数据库 1979-2014中国科技经济新闻数据库 1992-2014中国专利数据库 1985-2014中国化工文摘数据库 2014 年版中国化学化工文摘数据库 2

4、014 年版中国机械工程文摘数据库 2014 年版中国企业公司与产品数据库 2014 年版国家科技成果网（二） 检索策略：甲醇*单缸*（发动机+内燃机）4五、检索结果经国内数据库检索，查到相关文献多篇，其中主要相关文献如下：1. 【题名】甲醇汽油燃料对小型农用发动机性能的影响【作者】曾科 姚立红 刘凯 龙萍【机构】北京林业大学工学院,北京 100083【刊名】江苏农业科学.2013,41(1).-364-367【ISSN 号】1002-1302【文摘】在一台农用单缸四冲程汽油机上研究了汽油与不同添加比例甲醇相混合的燃料对汽油机动力性、经济性和排放性能的影响。结果表明，在不改变汽油机结构的情况下

5、，燃料中随着甲醇比例的增加，汽油机的动力性有所下降，汽油机的比油耗明显降低，尾气中CO 和 HC 的含量均有一定程度上的下降。总体上看，M30 的综合性能最优。2.【题名】单一燃料甲醇发动机【作者】钱锟【机构】三一集团有限公司,湖南长沙 410100【刊名】信息技术与信息化.2012(2).-28-30【文摘】一种单一燃料甲醇发动机，包括涡轮增压发动机本体，所述本体上设置有燃烧系统和电子控制单元，其中燃烧系统包括燃料供给装置和点火装置，燃料供给装置包括与燃料箱相连的甲醇泵，与甲醇泵相通的燃料共用腔，燃料共用腔设置有喷嘴，喷嘴通过气道与若干气缸相通，所述每个气缸连通有独立喷嘴，喷嘴由电子控制单元

6、控制。实现了高精度闭环控制和稀薄燃烧技术，能够提高整机性能，满足更高排放要求，并且生产成本和使用成本低。发动机排放达到欧 4 水平，并且经过进一步升级可达到欧 5。3.【题名】甲醇-柴油混合燃料对发动机燃烧及排放特性的影响【作者】徐斌 潘永方 吴健 马志豪 范晨阳【机构】河南科技大学车辆与动力工程学院,河南洛阳 471003【刊名】小型内燃机与摩托车.2012,41(4).-62-66【文摘】在一台 YTR3105 直喷式柴油机上进行了小比例甲醇-柴油混合燃料发动机的燃烧及排放特性试验研究。结果表明：在相同的平均有效压力和转速下，随着甲醇含量的增加，燃料着火延迟相应增大，使得燃烧过程向上止点后

7、移动。混合燃料的滞燃期比柴油长，预混燃烧放热率峰值增大，燃烧持续期缩短，缸内最大爆发压力和压力升高率增加。与纯柴油相比，甲醇-柴油混合燃料 HC 排放有所升高，但 NOx 和碳烟排放降低。大负荷时， CO 排放显著下降。4.【题名】甲醇汽油对发动机动力经济及排放性能的影响【作者】胡建功 张翠平 任超超 牟红雨【机构】太原理工大学机械工程学院车辆工程系【刊名】汽车与配件.2010(49).-41-43【文摘】甲醇可作为汽油机的替代燃料,本文通过对不同比例的甲醇汽油 M15 和 M30与 93#汽油在桑塔纳轿车上进行燃烧试验对比,研究不同比例甲醇汽油对整车在动力性、经济性及排放性方面的影响。5.【

8、题名】一种甲醇汽油灵活燃料发动机智能控制装置【作者】阎文兵1 姜绍忠1 方林焱2 王银山15【机构】1天津工程师范学院汽车与交通学院,天津 300222 2山西博世通汽车新技术开发有限公司,山西运城 044000【刊名】拖拉机与农用运输车.2009,36(6).-122-123,126【文摘】本研究应用计算机控制技术和 CPLD 大规模可编程逻辑阵列数字信号处理技术研制出一种甲醇汽油灵活燃料发动机智能控制装置，实现了发动机任意比例甲醇汽油燃料的智能识别和喷射量的精确控制。实际装车结果表明，该装置工作性能稳定，控制精度高，通用性好，适用于各种车型的甲醇化改造。6.【题名】139 甲醇发动机的设计

9、【作者】李萍锋 张翠平 杨敬 张瑞亮【机构】太原理工大学机械工程学院,山西太原 030024【刊名】内燃机.2008(1).-15-17【文摘】以现有助力车的 139 汽油发动机为对象，对其进行了结构分析，对原有发动机的主要零部件进行了改进设计，改进后燃用 M100 的甲醇发动机提高了发动机的压缩比，使其能够得到较理想的动力性能、经济性能和排放性能等。同时利用 ProE 软件进行了相应的三维建模。7.【题名】HCCI 甲醇发动机的燃烧与排放特性【作者】陈韬 何邦全 谢辉 赵华【机构】天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津 300072【刊名】燃烧科学与技术.2007,13(2).-177-1

10、82【文摘】在 Ricardo Sydra 单缸四冲程发动机上利用内部废气再循环策略实现了甲醇燃料的 HCCI 燃烧通过调整 HCCI 发动机的过量空气系数和转速，研究了 HCCI 甲醇发动机的燃烧和排放特性结果表明，甲醇燃料的 HCCI 燃烧不同于普通汽油，其着火更早、燃烧更快，但在低转速时，平均指示压力相对较低甲醇燃料可以在更稀的混合气条件下实现HCCI 燃烧在相同的转速和过量空气系数下，甲醇燃料的 NOx 和 HC 排放低于汽油8.【题名】495M85 甲醇发动机的研究【作者】乔安平【机构】太原理工大学，太原 030024【刊名】兵工学报：坦克装甲车与发动机分册.2000(2).-29-

11、33【文摘】本文根据甲醇燃料的性质对原 495Q 汽油机的供油系、点火系、压缩比及防腐性能等进千亍了改进，取得了良好的效果9.【篇名】小型汽油机燃用甲醇汽油混合燃料的性能研究【作者】曾科【学位类型】硕士【授予单位】北京林业大学【导师】姚立红 2012【摘要】本文通过对单缸四冲程汽油机进行台架实验,在发动机上分别燃用M10、M20、M30 甲醇汽油和 93 号汽油,在发动机大(外特性)、中、小三种油门开度下 ,对比发动机的动力性和经济性;测试发动机在小油门开度下和外特性下的尾气数据 ,对比M10、M20 和 M30 甲醇汽油与 93 号汽油的排放性能;对发动机燃用高比例甲醇汽油混合燃料进行了可行

12、性分析,并提出改进方案。实验结果表明,在不改动发动机结构的条件下 ,单缸四冲程发动机在使用甲醇汽油混合燃料后发动机的动力性与燃用 93 号汽油时相差不大,其中在外特性时动力性略有降低,最大幅度仅为 9.9;经济性有所提高 ,其中最大提高幅度为 20;尾气中污染物含量明显降低。分别使用三种比例的甲醇汽油后,随着燃料中甲醇比例的增加,6发动机的动力性呈下降趋势,但下降幅度很小。每种比例的甲醇汽油燃料在燃用的过程中随着油门的加大,发动机的动力性呈下降趋势,但下降幅度很小。随着燃料中甲醇比例的增加,发动机的油耗率的降低幅度更大。比较三种甲醇汽油燃料的试验结果,M30 的综合性能最为优秀,是汽油合适的替

13、代燃料。10.【篇名】甲醇柴油双燃料发动机阶段试验报告【作者】马人熊【作者单位】中国科学院工程热物理研究所，北京 100080【会议名称】2004 年全国甲醇及下游产品生产、技术、市场及发展研讨会【出处】2004 年全国甲醇及下游产品生产、技术、市场及发展研讨会论文集【年份】2004【页码】363-367【摘要】简要介绍甲醇柴油双燃料发动机技术方案设计。本实验应用对象为 S1115 发动机，其用途主要为农用，考虑改进的工作量和以后产品的竞争力,采用的改造方案在不影响柴油机进气量的情况下，采用的零件较少，改装简单，能大幅降低使用成本，在农用机械上有很好的应用前景。五菱-S1115 柴油机是江苏武

14、进柴油机有限公司生产的单缸、卧式、直喷型大功率柴油机,适合于小型四轮拖拉机、工程机械、船用挂桨、农业排灌、小型发电机组及农副产品加工等机械的配套动力。7六、查新结论经审阅检索结果，得出以下结论：随着我国国民经济及社会生活水平的发展，石油短缺问题日益突出，大气环境污染问题日趋严重。甲醇作为内燃机（发动机）理想的清洁代用燃料之一，是目前研就得热点。从文献述及的内容可以看出：目前国内学者主要针对甲醇汽油（或柴油）混合燃料在发动机上的使用性能、燃烧特性、燃油经济性以及排放特性等多方面进行了深入的分析，但绝大多数研究都是采用车用大型发动机来进行，且常常局限于单一混合比例的甲醇汽油（或柴油） 。其中三一集团有限公司的钱锟研制了一种单一燃料甲醇发动机，设置有燃烧系统和电子控制单元，实现了高精度闭环控制和稀薄燃烧技术（见主要相关文献 2） ；太原理工大学的李萍锋等以现有助力车的 139 汽油发动机为对象，对其进行了结构分析，对原有发动机的主要零部件进行了改进设计，改进后燃用 M100 的甲醇发动机提高了发动机的压缩比，使其能够得到较理想的动力性能、经济性能和排放性能等（见主要相关文献 4） ；天津大学的陈韬等在 Ricardo Sydra 单缸四冲程发动机上利用内部废气再循环策略实现了甲醇燃料的