天然氣發(fā)動機缸內(nèi)燃燒及熱功轉(zhuǎn)換過程的規(guī)律研究.pdf

1、能源危機與環(huán)境污染是當前全球面臨的兩大挑戰(zhàn)，發(fā)展清潔代用燃料是解決這兩大難題的有效途徑之一。天然氣因其資源豐富、運輸方便和排放污染低等優(yōu)勢成為汽油和柴油的理想替代物。我國天然氣發(fā)動機的研究起步比較晚，對其缸內(nèi)燃燒過程的研究還不夠系統(tǒng)和完善，而發(fā)動機缸內(nèi)燃燒過程的優(yōu)劣以及熱功轉(zhuǎn)換過程的完善程度直接決定著發(fā)動機的綜合性能。因此，研究天然氣發(fā)動機的缸內(nèi)燃燒和熱功轉(zhuǎn)換過程的規(guī)律對于改善天然氣發(fā)動機的性能具有重要意義。
　　本文在一臺車用重

2、型天然氣發(fā)動機上開展多工況下的試驗研究，通過對實測性能參數(shù)和燃燒過程參數(shù)進行對比分析，研究得出各種運行參數(shù)和設(shè)計參數(shù)對天然氣發(fā)動機缸內(nèi)燃燒放熱規(guī)律和熱功轉(zhuǎn)換過程的影響，在此基礎(chǔ)上，總結(jié)了該類型天然氣發(fā)動機熱功轉(zhuǎn)換過程的共性規(guī)律。論文的研究結(jié)果表明:
　　(1)全MAP下，燃燒品質(zhì)指數(shù)位于1.5～3.0之間。稀薄燃燒天然氣發(fā)動機的燃燒效率幾乎都大于98％。50％燃燒點位置主要受點火提前角的影響，且隨點火提前角的增大而提前。燃燒持續(xù)期

3、隨負荷增大呈縮短的趨勢，小負荷時趨勢更明顯;燃燒持續(xù)期受過量空氣系數(shù)的影響比較明顯。50％燃燒點位置滯后于燃燒始點12～14℃A;最高爆發(fā)壓力點位置滯后于50％燃燒點位置4～5℃A。
　　(2)高壓循環(huán)指示熱效率受轉(zhuǎn)速和負荷的影響比較明顯，且轉(zhuǎn)速的影響大于負荷。最佳熱功轉(zhuǎn)換效率對應的燃燒特征參數(shù)值:燃燒始點位于上止點前2～8℃A，50％燃燒點位置位于上止點后6～10℃A，最高爆發(fā)壓力點位置位于上止點后10～15℃A，有效膨脹比為1

4、0左右。10-90％燃燒持續(xù)期對熱功轉(zhuǎn)換效率具有雙重影響，存在一個最佳值，使得熱功轉(zhuǎn)換效率最大。
　　(3)50％燃燒點位置越靠近上止點，高壓循環(huán)指示比氣耗越低;有效膨脹比越大，高壓循環(huán)指示熱效率越大，但高壓循環(huán)指示熱效率還受發(fā)動機轉(zhuǎn)速的影響。
　　以上總結(jié)的規(guī)律既可以為天然氣發(fā)動機概念設(shè)計過程中數(shù)模階段邊界條件的取值以及關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)的選擇和運行參數(shù)的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持，另一方面也可以為改善天然氣發(fā)動機的熱功轉(zhuǎn)換過程提供理論支