压缩着火天然气发动机燃烧过程的研究

【摘要】： 随着石油资源的日益减少,寻找可替代能源已成为当务之急。天然气由于具有价格低、低污染的优点而受到了人们的极大关注。发展天然气发动机是解决传统能源危机的一个有效办法。 本文介绍了压缩着火天然气发动机的一个新的燃烧系统,这个燃烧系统具有分隔式燃烧室。研究所用天然气实验样机是由S195单缸柴油机改装而成,改装工作包括燃烧室的改装设计,电控系统和供气系统的设计。燃烧室由位于活塞顶的主燃室,位于气缸盖上的副燃室和连通主副燃烧室的通道组成。为了减少散热,在活塞顶、缸盖喷涂了氧化镐涂层,同时在副燃室设计了空气缝隙。高温电热塞置于副燃室内用于辅助点火。为了测试EGR对天然气发动机的影响安装了EGR装置。 研究了新的燃烧系统起动和工作过程。天然气供给方式,主副燃烧室通道直径和进气温度对压缩着火天然气发动机起动,燃烧和排放的影响也作了研究。试验结果显示:在进气加热和电热塞辅助加热的情况下,低压预混合供气较易于实现压缩着火,适当增大主副燃烧室通道孔径也有助于压缩着火天然气发动机起动。合适的EGR率可以降低HC和NOx排放,同时可以稳定天然气发动机的燃烧过程。 本文的研究成果为压缩着火天然气发动机开发提供了新的燃烧系统,为降低天然气发动机排放,提高经济性提供了新途径。 【关键词】：天然气发动机 压缩着火 进气温度 废气再循环 分隔燃烧室
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TK431
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-18
• 1.1 引言7-8
• 1.2 天然气的物理化学性质和现状8-14
• 1.2.1 天然气的物化特性8-9
• 1.2.2 世界天然气工业发展现状9-12
• 1.2.3 我国天然气工业的发展现状12-14
• 1.3 天然气发动机14-16
• 1.3.1 天然气发动机的分类14-15
• 1.3.2 天然气发动机的优缺点及发展趋势15-16
• 1.4 本课题研究的内容和意义16-18
• 第二章 影响天然气发动机性能的关键因素的比较18-23
• 2.1 天然气发动机燃料供给方式的考虑18-19
• 2.1.1 缸外进气18-19
• 2.1.2 缸内进气19
• 2.2 天然气发动机燃烧方式的考虑19-22
• 2.2.1 火花点火式天然气发动机19-20
• 2.2.2 柴油引燃双燃料发动机20
• 2.2.3 本课题研究的设想和依据20-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第三章 压缩着火天然气发动机实验装置和电控系统23-38
• 3.1 压缩着火天然气发动机的改装设计23-26
• 3.2 压缩着火天然气发动机供气方案26-27
• 3.3 压缩着火天然气发动机的控制系统27-37
• 3.3.1 计算机控制系统硬件设计28-29
• 3.3.2 PWM控制信号的生成29-32
• 3.3.3 喷气阀驱动模块电路设计32-33
• 3.3.4 计算机接口电路设计33-35
• 3.3.5 参数采集35-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 实验结果分析38-55
• 4.1 电控天然气阀的标定结果分析38-39
• 4.2 喷射阀驱动器输出脉冲试验39-40
• 4.3 计算机控制系统喷气上止点信号确定40-41
• 4.4 对发动机着火阶段影响因素的分析41-43
• 4.4.1 进气温度、电热塞温度和通道孔径对着火的影响41-42
• 4.4.2 隔热措施对着火阶段的影响42-43
• 4.5 压缩着火天然气发动机工作过程的分析43-50
• 4.5.1 影响发动机性能的几个因素43-46
• 4.5.2 天然气发动机的特性46-47
• 4.5.3 天然气发动机排放的数据分析47-49
• 4.5.4 结论49-50
• 4.6 EGR的效果分析50-54
• 4.6.1 EGR率的测量方法50
• 4.6.2 EGR对发动机燃烧特性的影响50-51
• 4.6.3 EGR对发动机性能的影响作用51-52
• 4.6.4 EGR对发动机排放性能的影响52-54
• 4.6.5 结论54
• 4.7 本章小结54-55
• 第五章 全文总结和工作展望55-57
• 5.1 全文总结55
• 5.2 工作展望55-57
• 参考文献57-60
• 发表论文和科研情况说明60-61
• 致谢61

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