成果与项目的背景及主要用途:柴油/醇组合燃烧发动机采用柴油和醇(甲醇或乙醇)双燃料运行。启动采用柴油,发动机暖车后开始双燃料运行。醇的供应时刻和量完全由我们开发的电控单元控制。没有醇时,发动机自动转为柴油运行模式。采用双燃料模式后,由于醇的汽化潜热值高,又含氧,因此可以大幅度减少有害气体排放,特别是可以消除黑烟。该装置运行后,醇对柴油的替代率平均达到25%,最高达40%以上。对于缓解柴油紧张,减少有害气体排放具有重要作用。发动机采用甲醇柴油双燃料燃烧以后各工况的有效热效率都有所提高,发动机的高效运行区被大大拓宽,而且大范围出现了有效热效率超过45%的工况,最高热效率达到了46.58%。除了中高速低负荷时基本上全工况下发动机有效热效率都有所提升,其中低速低负荷、最大扭矩转速附近以及中高转速中高负荷时发动机有效热效率增加的幅度较大,在高转速外特性附近有效热效率增加的幅度达到最大,最大增幅超过了9%。技术原理与工艺流程简介:在原国三柴油机基础上,通过对甲醇及柴油喷射策略的优化及匹配标定,综合考虑双燃料样机的动力性、经济性、排放性以及瞬态性能,最终确定了双燃料基础机全工况范围内的甲醇替代率,甲醇对柴油的最大替代率达到45.6%,平均达到了32.7%。通过甲醇柴油双燃料的耦合标定及其与排放后处理的优化匹配,完成了排放后处理系统的匹配工作。在此配置的基础上进行了甲醇柴油双燃料样机的法规认证工作,通过了国家权威部门的国五排放法规检测。在国四法规认证经验的基础上,对于国五样机,提出了两条后处理路线,一是在国四样机基础上加上废气再循环措施,并进一步优化DOC与POC的匹配,实现超低排放;另一条技术路线是在缸内净化微粒,通过SCR的方式对其他污染物进行处理,这两条技术路线目前都已经在多种重型发动机平台上取得国五公告。应用前景分析及效益预测:现在我国除西藏及港澳台地区外,其余各省市自治区均有甲醇生产企业。目前已经做过商用车加装甲醇系统的重点地区有:上海、天津、河北、内蒙古、陕西、山西、新疆、云南。针对这些地区的道路试验运行结果,从车辆的基本信息、运行路况及运行结果三个方面进行分析。道路试验的顺序按照了时间先后顺序进行了展开。这些地区的重载商用车加装甲醇系统均基于潍柴动力,发动机型号有WD12和WP10,功率段290~380hp。甲醇和柴油目前都属最低价,但甲醇价格仅为柴油的三分之一。目前甲醇代替柴油的比例不到2,每消耗一升甲醇可以节省2-3元燃油费用,大量应用有利于减少运行费用。减少排放,净化环境,简化柴油机废气后处理系统。醇燃料数高含氧质、氢碳比高、汽化潜热大、不含硫,在发动机上应用,有利于减少CO2、NOx 、SO2 和PM 等有害气体排放、降低废气后处理技术和设备对国外的依赖。特别是不用或少用尿素等农业资料,不仅降低发动机生产成本,也有利于经济建设的健康发展。在京津冀减排压力巨大的时候,使用该技术对整体减排意义重大。技术水平及专利与获奖情况: 独家发明专利一项