火花点火天然气发动机燃烧与排放特性研究

【摘要】： 随着石油资源的逐渐贫乏和人们对环境问题认识的日益突出,如何实现发动机的节能与降低其有害排放物是维持人类可持续发展的关键。稀燃天然气发动机具有经济性好、排放低的优点,是满足未来严格排放法规和燃油经济性的手段之一,因此开展稀燃天然气发动机燃烧与排放特性方面的研究是有意义的。 本文介绍了天然气发动机的控制系统和数据采集系统。借助于数据采集系统、燃烧分析系统和排放分析仪,试验研究了节气门开度、点火提前角、过量空气系数等对天然气发动机的燃烧与排放特性影响。研究表明: 在相同工况下,过量空气系数增加时,燃烧持续期逐渐变长,平均指示压力逐渐变小。随过量空气系数增加,NOx排放先增大后减小,当过量空气系数为1.1时达到最大值,THC随过量空气系数的增加先减小后增大。但CO的排放随过量空气系数的变大而减少。 随节气门开度的加大,着火逐渐提前,燃烧持续期变短,IMEP逐渐增加,但节气门开度大于50%后增加趋势变缓。NOx的生成量随负荷的增加而增加,但THC、CO逐渐减少。喷气时刻对燃烧的影响与转速和节气门开度有关。节气门全开时,喷气时刻对IMEP影响很小。随节气门开度的减小,喷气时刻对IMEP的影响增加,而且低转速时,最佳喷气时刻较迟;高转速时,最佳喷气时刻较早。 【关键词】：火花点火 天然气 发动机 混合气 燃烧 排放
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TK431
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-16
• 1.1 引言7-9
• 1.2 天然气发动机9-11
• 1.2.1 天然气发动机的特点9-10
• 1.2.2 天然气发动机的分类10-11
• 1.3 天然气发动机的研究现状11-15
• 1.4 本文选题意义和内容15-16
• 第二章 天然气发动机试验平台16-28
• 2.1 天然气发动机16
• 2.2 天然气发动机供气系统16-18
• 2.2.1 天然气发动机供气系统的总体布置17-18
• 2.3 天然气发动机的点火系统18-19
• 2.4 天然气发动机的控制系统19-23
• 2.4.1 天然气发动机电控系统的硬件20-21
• 2.4.2 天然气发动机控制系统平台21-23
• 2.5 天然气发动机的数据采集系统23-27
• 2.5.1 天然气发动机数据采集系统的硬件23-26
• 2.5.2 天然气发动机数据采集系统平台26-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第三章 天然气发动机燃烧与排放特性试验研究28-48
• 3.1 天然气发动机试验程序28
• 3.2 天然气发动机试验数据处理28-30
• 3.2.1 气缸压力的光顺处理28-29
• 3.2.2 平均指示压力IMEP 及循环波动COV_(imep)29-30
• 3.2.3 放热过程的计算30
• 3.3 最佳工况点的确定30-32
• 3.4 过量空气系数对天然气发动机燃烧过程的影响32-35
• 3.5 节气门开度对天然气发动机燃烧过程的影响35-38
• 3.6 喷气时刻对天然气发动机燃烧过程的影响38-40
• 3.7 点火提前角对天然气发动机燃烧过程的影响40-41
• 3.8 点火提前角对天然气发动机排放物的影响41-43
• 3.9 过量空气系数对天然气发动机排放物的影响43-45
• 3.10 负荷对天然气发动机排放物的影响45-47
• 3.11 本章小结47-48
• 第四章 全文工作总结及展望48-50
• 4.1 全文总结48-49
• 4.2 工作展望49-50
• 参考文献50-53
• 科研情况说明53-54
• 致谢54

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