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进气预混甲醇双燃料发动机控制策略及试验研究
引言
气候变化和能源安全的日益严峻形势下，替代能源的研究正日益受到大众关注。近年来，生物质燃料、天然气和甲烷等清洁能源逐渐被认为是未来的主要替代能源。甲醇作为一种广泛使用的清洁能源，具有储存方便、材料来源广泛和燃烧效率高等优点，成为了替代传统燃料的重要选择。
目前，燃气机领域的甲醇混合燃料技术已经得到广泛的研究和应用。但由于甲醇的物理和化学特性与传统的汽油、柴油等燃料存在差异，因此需要对甲醇混合燃料的发动机进行改进和优化，以达到更好的性能和稳定性。进气预混甲醇双燃料发动机正是其中的一种典型设计。
本文将介绍进气预混甲醇双燃料发动机的发展历程、控制策略和试验研究，旨在为燃气机制造商和研究人员提供参考和借鉴。
一、进气预混甲醇双燃料发动机的发展历程
进气预混甲醇双燃料发动机最早是由日本燃气株式会社（JFE）于20世纪80年代研制成功。该发动机采用了喷射气体与双燃料相混合的方法，实现了对燃烧过程的有效控制，同时也解决了甲醇不易湿化的问题。之后，国内外众多研究机构和企业都对进气预混甲醇双燃料发动机进行了深入的研究。
二、进气预混甲醇双燃料发动机的控制策略
进气预混甲醇双燃料发动机的控制策略涉及到甲醇燃烧和混合燃料的输送过程。控制策略的设计应该考虑到这两个方面的要求。
1、甲醇燃烧控制策略
甲醇燃烧是进气预混甲醇双燃料发动机中的核心问题之一，它的控制方式要考虑到如下几个方面：
(1)甲醇浓度控制：通过调整进气预混的甲醇浓度，可以控制燃烧过程的速率和效率。
(2)进气预混温度控制：进气温度对于甲醇燃烧的速率和效率也有很大的影响，控制进气预混温度可以提高燃烧效率。
(3)点火提前角的控制：控制点火提前角可以让发动机在不同负载和工作条件下保持较好的性能和稳定性。
(4)排放控制：由于甲醇燃烧存在生成甲醛的风险，因此需要在设计控制策略时考虑到排放的控制。
2、混合燃料的输送控制策略
混合燃料的输送控制策略包括控制混合气流量、燃料比例、进气压力和流量等参数。具体的控制策略取决于发动机的工作状态和性能要求。这些参数的优化调整，可以有效提高发动机的燃烧效率和稳定性，同时也能降低排放和磨损等问题。
三、进气预混甲醇双燃料发动机的试验研究
为了验证进气预混甲醇双燃料发动机的性能和稳定性，需要进行大量的试验研究。这些试验包括以下几个方面：
1、燃烧效率和热效率的试验
通过测量发动机的燃烧效率和热效率，可以判断发动机的节能性和性能表现，而这些指标的优化调整也是控制策略的核心之一。
2、排放试验
甲醇混合燃料的排放特性和传统燃料不同，因此需要对排放特性进行全面验证和测试。需要重点关注的排放指标包括一氧化碳、碳氢化合物、氧化剂和颗粒物等。
3、实际工况试验
为了验证进气预混甲醇双燃料发动机的实际工作效果，需要进行实际工况的试验。这些试验包括持续运行测试、高负荷测试、怠速测试和加速性能测试等，以显著提高发动机的性能和稳定性。
结论
进气预混甲醇双燃料发动机是一种具有广泛应用前景的清洁能源发动机。为了达到最优的性能和稳定性，需要制定合理的控制策略和进行充分的试验研究。本文介绍了进气预混甲醇双燃料发动机的发展历程、控制策略和试验研究，对于燃气机制造商和研究人员具有重要的参考价值和借鉴意义。