基于双重稀释改善天然气发动机燃烧及排放

【摘要】： 石油资源的匮乏及大气环境的日益恶化已经唤起了人们的重视。面对着节能减排的压力和挑战,新型的汽车代用燃料呼之欲出。天然气汽车以其明显的环保效益和温室气体减排效果,受到人们的关注。 本研究基于CA6SE1-21N电控多点喷射稀燃天然气发动机,采用新鲜空气和排气再循环(EGR)双重稀释的方式,降低NOx排放,并实现稳定及快速燃烧。试验研究了双重稀释对天然气发动机燃烧过程及排放的影响规律。研究结果表明:采用双重稀释后,发动机在保持了良好的经济性的基础上,使NOx排放达到了国5(ESC)排放法规标准。 随着双重稀释的引入,发动机有效热效率略有降低,功率基本保持不变;随着再循环废气系数的增加,燃烧始点和放热率重心均有后移趋势。NOx比排放随着再循环废气系数的增加,有明显的降低;HC比排放小负荷时波动较大,其它负荷呈上升趋势。 采用双重稀释后,发动机的稀燃界限得到了有效地拓展。在25%负荷工况下,双重稀释的稀释比极限,较空气稀释提高了约13%。双重稀释方式能使发动机在比气耗略有增加或基本保持不变的情况下,大幅度的降低NOx比排放。如1750r/min转速下,NOx比排放平均降低幅度达45%以上。通过氧化型后处理器解决HC、CO后,可满足国5(ESC)排放法规标准。 【关键词】：天然气发动机 双重稀释 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】：

• 内容提要6-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 引言9-12
• 1.2 稀燃天然气发动机的研究现状12-19
• 1.2.1 火焰传播速度13-14
• 1.2.2 未燃碳氢排放14-16
• 1.2.3 燃烧循环变动16-17
• 1.2.4 废气再循环（EGR）技术17-19
• 1.3 本研究意义与内容19-20
• 第2章 试验测试系统20-28
• 2.1 试验研究对象20
• 2.2 试验仪器及设备20-21
• 2.3 试验台架布置21
• 2.4 EGR 电控系统设计21-26
• 2.4.1 EGR 控制系统21-22
• 2.4.2 EGR 电控系统机理22-23
• 2.4.3 硬件设计23-24
• 2.4.4 软件设计24-26
• 2.5 试验方案26-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 双重稀释对发动机燃烧过程的影响28-37
• 3.1 双重稀释概念的定义28
• 3.2 双重稀释对发动机性能的影响规律28-30
• 3.3 双重稀释对天然气发动机燃烧过程的影响规律30-35
• 3.3.1 燃烧压力对比30-31
• 3.3.2 燃烧温度对比31-33
• 3.3.3 放热率对比33-34
• 3.3.4 燃烧始点对比34
• 3.3.5 燃烧循环变动对比34-35
• 3.4 本章小结35-37
• 第4章 双重稀释对发动机排放的影响37-45
• 4.1 双重稀释对NO_X排放的影响规律37-38
• 4.2 双重稀释对HC 排放的影响规律38-40
• 4.3 双重稀释对排放性与经济性的影响规律40-42
• 4.4 天然气发动机NO_X排放满足国5 标准的途径分析42-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第5章 全文总结及工作展望45-47
• 5.1 全文工作总结45-46
• 5.2 未来工作展望46-47
• 参考文献47-50
• 图表索引50-51
• 中文摘要51-53
• ABSTRACT53-56
• 致谢56-57
• 导师简介57
• 作者简介57

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