点火时刻和喷气时刻对天然气发动机性能的影响

【摘要】： 随着汽车保有量的增加,能源危机和环境问题已经成为限制汽车行业发展主要问题,合理利用资源及开发清洁燃料势在必行。稀燃天然气发动机因其良好的经济性和较低的排放,能满足国内中重型天然气发动机的需要。本研究针对CA6SE1-21N稀燃天然气进行了点火时刻、喷气时刻对发动机燃烧、排放影响的试验研究。 实验研究了点火时刻、喷气时刻对稀燃天然气发动机燃烧和排放性能的影响规律。研究结果表明:通过点火时刻、喷气时刻来降低稀燃天然气发动机NOx是可行的。通过优化点火时刻、喷气时刻,可使稀燃天然气发动机既保持了良好的经济性,又使得NOx排放降低到国4排放限制以内。 随着点火时刻前移,燃烧始点也前移;而燃烧持续期变化不大;燃烧重心也呈前移趋势;缸内最大燃烧压力呈上升趋势,同时有前移趋势;缸内最高燃烧压力值随其出现角度分布有上窄下宽趋势,波动也越来越大;NOx排放明显增加,一定范围内CO排放也增加;低转速时对CH4排放影响不大;中高转速及中高负荷对CH4排放呈下降趋势。 随着喷气时刻后移,燃烧始点也前移;而燃烧持续期变化不大;燃烧重心也呈前移趋势。缸内最大燃烧压力呈上升趋势,同时对应曲轴转角有前移趋势;NOx排放整体看明显增加;CO和CH4排放的影响规律类似,都是先减小后增大趋势。 对ESC测试循环13工况进行优化,NOx排放值为2.66(g/kW.h),已经满足国4排放法规要求。 【关键词】：点火时刻 喷气时刻 天然气发动机 燃烧 排放
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TK431
【目录】：

• 提要6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 引言10-13
• 1.1.1 能源危机10-11
• 1.1.2 环境问题11-13
• 1.2 天然气汽车发展状况13-15
• 1.3 稀燃天然气发动机的研究现状15-20
• 1.3.1 稀燃天然气发动机的循环变动16
• 1.3.2 稀燃极限的拓展16-20
• 1.4 本研究的主要内容20-21
• 第2章 试验台架的建立21-27
• 2.1 试验研究对象21
• 2.2 试验仪器及设备21-22
• 2.3 试验台架的布置22-25
• 2.3.1 燃料供给与控制系统23-24
• 2.3.2 电控点火系统24-25
• 2.4 试验方案及步骤25-26
• 2.4.1 试验方案25
• 2.4.2 试验步骤25-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 点火时刻对发动机性能的影响27-39
• 3.1 点火时刻对输出功率的影响27-28
• 3.2 点火时刻对燃烧过程的影响28-33
• 3.2.1 点火时刻对燃烧始点的影响28-29
• 3.2.2 点火时刻对燃烧持续期的影响29-30
• 3.2.3 点火时刻对放热率重心的影响30-31
• 3.2.4 点火时刻对缸内燃烧压力变化历程的影响31
• 3.2.5 点火时刻对缸内平均燃烧温度变化历程的影响31-32
• 3.2.6 点火时刻对循环变动的影响32-33
• 3.3 点火时刻对发动机排放的影响33-37
• 3.3.1 点火时刻对NO_x 排放的影响33-35
• 3.3.2 点火时刻对CH_4 排放的影响35-36
• 3.3.3 点火时刻对CO 排放的影响36
• 3.3.4 点火时刻对CO_2 排放的影响36-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第4章 喷气时刻对发动机性能的影响39-52
• 4.1 喷气时刻对输出功率的影响39-40
• 4.2 喷气时刻对燃烧过程的影响40-45
• 4.2.1 喷气时刻对燃烧始点的影响40-41
• 4.2.2 喷气时刻对燃烧持续期的影响41-42
• 4.2.3 喷气时刻对放热率重心的影响42
• 4.2.4 喷气时刻对缸内燃烧压力变化历程的影响42-43
• 4.2.5 喷气时刻对缸内平均燃烧温度变化历程的影响43-44
• 4.2.6 喷气时刻对循环变动的影响44-45
• 4.3 喷气时刻对发动机排放的影响45-49
• 4.3.1 喷气时刻对NO_x 排放的影响45-47
• 4.3.2 喷气时刻对CH_4 排放的影响47
• 4.3.3 喷气时刻对CO 排放的影响47-48
• 4.3.4 喷气时刻对CO_2 排放的影响48-49
• 4.4 优化控制策略49-50
• 4.5 本章小结50-52
• 第5章 全文总结及工作展望52-54
• 5.1 全文总结52-53
• 5.2 工作展望53-54
• 参考文献54-58
• 图表索引58-61
• 中文摘要61-63
• ABSTRACT63-66
• 致谢66-67
• 导师简介67
• 作者简介67

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