天然气发动机理论空燃比与稀燃对比研究

研究的目的是确定稀薄燃烧对缸内直喷CNG发动机性能的影响,为CNG发动机采用稀燃方式提供参考依据.首先,建立了CNG发动机的计算模型;然后,对不同空燃比条件下发动机的动力性、热负荷和经济性进行了比较.研究发现:采用稀燃方式会造成发动机动力性的损失;降低其燃烧温度,后燃现象严重;在空燃比为19时,发动机的经济性最好.     

不同掺氢比天然气发动机的燃烧排放特性

在电控喷射、火花点火的增压发动机上进行了掺氢比(氢气占混合气的体积分数)为0～50%HCNG混合气的固定工况试验.又通过改变点火提前角和当量空燃比,找出不同掺氢比混合燃料的最佳点火提前角和稀燃极限.试验结果表明:HCNG发动机最佳点火提前角随掺氢比的增加而减小,指示热效率则随掺氢比的增加而增加;稀燃极限随掺氢比的增加而增加;燃烧持续期随掺氢比的增加而减少,着火延迟期随掺氢比的增加而减少;随着掺氢比的增加,Nox和CO排放量升高,CH4排放量降低.     

空燃比控制对分层稀燃发动机性能的影响

在一侧进气道设置有涡流控制阀(SCV)的四气门单缸实验发动机上，利用自行开发的电控稀燃系统，对该分层稀燃发动机空燃比对排放和油耗的影响进行了研究。实验结果表明，混合气空燃比的精确控制对分层稀燃发动机的燃烧有重要意义;增加火焰的传播速度，抑制高空燃比下HC的生成，是提高燃油经济性和改善排放性能的关键因素。     

点燃式发动机稀燃速燃的理论探讨和试验研究

对点燃式发动机稀燃速燃进行了深入的理论探讨,指出了点燃式发动机实现知燃速燃的主要途径。在此基础上,开发出点燃式发动机快速燃烧系统,进行了快速压缩膨胀机模拟试验及实机运行试验。结果表明：新型燃烧系统对改善点燃式沼气发动机的可靠性与经济性具有显著效果。     

天然气发动机点火室结构优化模拟研究

为改善大缸径稀燃天然气发动机的点火可靠性,在一台缸径为320mm的点火室式天然气发动机上,应用三维CFD软件CONVERGE进行了数值模拟,分析了点火室喷孔个数、锥形喷孔以及中心喷孔对天然气发动机燃烧和排放性能的影响。研究表明:7孔点火室火焰射流分布更为均匀合理,且在功率和排放上都优于原机;锥形喷孔方案有利于提高火焰射流的贯穿距,提高功率和热效率,并降低NOX排放;中心喷孔方案的优化效果与中心喷孔的直径有关,中心喷孔直径为1.5mm和2.5mm时,可以提高发动机功率并降低NO_X排放。     

燃烧室结构对稀燃天然气发动机性能的影响

阐述了稀燃天然气发动机缸内不同气体运动及其产生机理,分析了缸内气体运动对发动机燃烧过程的影响.针对稀燃天然气发动机的燃烧过程,设计了不同结构形状和尺寸的燃烧室,并分别通过数值模拟和试验方法,就不同结构的燃烧室对天然气发动机性能的影响进行了研究.结果显示,产生湍流强度大的燃烧室燃烧速度快,动力性和经济性较好,而NOx排放量也较大.     

添加剂对压燃式天然气发动机起动性能的影响

在压燃式天然气发动机上采用二叔丁基过氧化物(DTBP)添加剂进行改善发动机起动性能的试验研究.结果表明,加入一定的DTBP可使压燃式天然气发动机起动性能得到较大的改善.在起动工况下,当添加的DTBP质量分数达到14.2%(J喷射模式)时,仅需750℃的电热塞温度就能实现常温起动;当电热塞温度高于1120℃时,常温起动的DTBP质量分数可减少到6.7%以下;过量的添加剂会导致发动机工作敲缸.     

燃烧室结构对稀燃天然气发动机性能的影

阐述了稀燃天然气发动机缸内不同气体运动及其产生机理,分析了缸内气体运动对发动机燃烧过程的影响。针对稀燃天然气发动机的燃烧过程,设计了不同结构形状和尺寸的燃烧室,并分别通过数值模拟和试验方法,就不同结构的燃烧室对天然气发动机性能的影响进行了研究。结果显示,产生湍流强度大的燃烧室燃烧速度快,动力性和经济性较好,而NOx排放量也较大。     

压燃式天然气发动机的技术现状及展望

综述了近几年国外在天然气压缩燃烧方面的研究成果，分别从燃烧系统组成、燃烧性能、优点、存在问题等方面对均质混合压缩燃烧和非均质混合压缩燃烧两种方式天然气发动机进行了分析，在此基础上展望了各种形式的压燃天然气发动机的应用前景。     

混氢对稀燃汽油机怠速性能的影响试验

在一台安装了氢气电控喷射系统的汽油机上,通过调整喷氢脉宽,研究了氢气占进气体积分数为3%时混氢对稀燃汽油机怠速燃烧与排放性能的影响.试验结果表明,混氢后发动机指示热效率提高;火焰发展期与快速燃烧持续期缩短;过量空气系数为1.3时,平均指示有效压力的循环变动系数由原机的33.9%降低至混氢后的13.7%;稀燃条件下,进气混氢有利于改善汽油机怠速时的HC、CO与NOx排放.     

稀燃纯氢发动机怠速燃烧与循环变动试验

在一台加装了电控氢气喷射系统的四缸发动机上,就怠速、稀燃条件下纯氢发动机的燃烧与循环变动特性进行了试验研究。试验结果表明,在过量空气系数为2.08~3.20,利用原机电子控制单元自动调整点火角及怠速马达开度可以将纯氢发动机怠速转速控制在原机目标怠速(790 r/m in)附近。随着过量空气系数的增加,发动机传热损失有所降低,但平均指示有效压力及燃烧持续期的循环变动略有增加。当过量空气系数由2.08提高至3.20时,每循环进入发动机的燃料能量流量减少约15.4%。     

一种可变压缩比汽油机的方案设计与性能仿真研究

研究了一种通过压力自适应活塞来实现汽油机可变压缩比的方案,自行推导了其动力学方程,并基于MATLAB/S imu link对该可变压缩比汽油机缸内工作过程进行了建模及性能仿真。结果表明,可变压缩比技术可以显著改善汽油机的燃油经济性,也可以避免爆震燃烧的产生。     

混合燃料在点燃式发动机上的应用研究

进行了混合油（由植物油，汽油，水，活性剂组成）在BJC－I－4型发动机上应用的试验研究，测定了发动机的转速，扭矩，点火提前角，燃料消耗量及排气温度，CO与HC排放等参数，试验结果表明，燃用混合油时发动机怠速排放明显低于燃烧汽油时的CO及HC排放,分别下降94．6％和41．1％，在发动机中等负荷运转时燃用混合油油耗上升，最大功率下降，经过点火时间调整后燃用混合油发动机外特性曲线比油耗低于汽油，节油效果明显，平均达到9．414％，但功率比燃烧汽油的平均下降8．149％。     

喷射器位置对天然气发动机燃烧特性的影响

以高压直喷天然气发动机为研究对象,借助计算流体仿真软件CONVERGE探究高负荷下喷射器布置对缸内燃烧及排放特性的影响.每种燃料(柴油和天然气)分别通过2个独立喷射器实现缸内高压直喷,设计了中心对称和左右对称两种布局方式,并基于每种布置开展喷射器距离对发动机性能的影响研究.结果表明:喷射器距离影响柴油火核与射流区的相对...     

电控喷射压缩点火天然气发动机特性的试验研究

设计开发了由PC机控制的天然气复合供气系统和具有低散热结构的分隔式燃烧室组成的新型燃烧系统,采用陶瓷电热塞和进气空气加热的辅助手段,实现了天然气发动机的压缩点火.并对影响压缩点火天然气发动机起动性能、运转范围的相关因素进行了试验研究.     

均质压燃式天然气内燃机燃烧放热率的计算

以热力学基本方程为基础,建立了均质压燃式天然气内燃机的燃烧放热率计算模型,并应用此模型进行了实例计算与分析,并对气缸内不同物质的比热进行了详尽的拟合计算,该计算程序以均质压燃式天然气内燃机为基础,也适用于其它燃料的均质压燃内燃机。     

复合供气压燃式天然气发动机的燃烧过程

根据分层燃烧的理论,设计了分隔室复合供气式压燃天然气发动机。采用化学动力学与CFD耦合的方法,对该发动机在复合供气方式下的着火和燃烧机理进行了模拟计算。结果表明,复合供气模式下由于在主、副燃烧室中可形成较明显的温度分层和浓度分层,实现了分层燃烧方式,获得了较宽的运行范围,平均指示压力达到0.63MPa,比进气道供气模式约高50%。     

轻油基燃料蒸发性及其对火花点火发动机性能影响研究

轻油基燃料蒸发性与普通车用汽油相比差别较大，必然影响火花点火发动机及汽车的性能。作者通过理论分析和试验研究证实：轻油基燃料蒸发性好，可显著改善发动机低温起动、预热和加速性；在正常环境条件下，燃用2号轻油基燃料的发动机及车辆不发生气阻；1、3号轻油基燃料由于蒸气压较高，在夏季使用时采用电动燃油泵或性能良好的机械式燃油泵，可消除气阻。