点火提前角对氢燃料发动机燃烧及排放特性的影响研究

发布时间：2017-12-17 18:17

  本文关键词：点火提前角对氢燃料发动机燃烧及排放特性的影响研究

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【摘要】：全球化石能源危机及环境污染情况日益严峻,氢能源以其可再生、储量丰富、清洁及来源广泛等优点,被众多内燃机学者认为是理想的传统内燃机代用燃料。然而,氢燃料在内燃机的应用中存在着早燃、回火、爆燃等异常燃烧问题,制约了氢燃料发动机动力性和经济性提高,同时也严重阻碍了氢气在内燃机方面的应用与发展。本文以嘉陵JH600发动机为原型,利用Solid Works建立氢发动机三维几何模型。利用AVL-Fire软件对氢燃料发动机燃烧和排放过程进行了模拟仿真计算。分析了在不同转速和当量燃空比下,点火提前角对缸内燃烧压力、温度、瞬时放热率、累积放热量及NOx排放的影响。结合PFI氢发动机回火机理以及引起回火的因素,分析出点火提前角与抑制回火的关系,综合分析发动机动力性、经济性及排放特性,分别确定在各个工况下的最佳点火提前角。在研究过程中采用迭代选优的方法对点火时刻研究得出:随着转速的增大,与之相对应的最优点火提前角也随之增大。当量比为0.5时,1000r/min,4500r/min,6000r/min的最佳点火时刻分别为上止点前7.5°CA、12.5°CA及15°CA;当量比为0.67时,1000r/min,4500r/min,6000r/min的最佳点火时刻分别为上止点前5°CA、10°CA及12.5°CA。在这些点火时刻下,滞燃期较短,燃烧定容性较好,获得的指示功较大,动力性和经济性指标较优,废气排放较少,有利于抑制发动机发生回火。综上所述,在保证发动机动力性的前提下,适当的推迟点火时刻对进气道喷射氢内燃机的回火抑制有积极作用。
【学位授予单位】：华北水利水电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK43

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本文编号：1301083