进气位置对重型天然气发动机各缸均匀性的影响

发布时间：2016-12-16 11:06

  本文关键词：进气位置对重型天然气发动机各缸均匀性的影响，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2013年

进气位置对重型天然气发动机各缸均匀性的影响

葛思非  

【摘要】：在世界经济与汽车产业飞速发展的今天，能源危机与环境污染两大问题成为了制约汽车发展与人类进步的重要因素，因此全世界都在寻找清洁的替代能源，以满足越来越严格的排放法规以及世界可持续发展的要求。天然气作为现今应用最为广泛、相关技术最为成熟的石油代用燃料，具有储量大、热值高、价格低廉和排放清洁等优点，但同时存在火焰传播速度慢以及燃烧不够稳定等问题。如何在保证天然气发动机动力性、经济性以及排放性的同时改善燃烧稳定性与均匀性成为了当今研究的热点。 天然气发动机系统的老化可能会引起各缸之间燃烧过程的显著差异，从而导致震动和污染物排放的增加，对内燃机工作稳定性以及使用寿命都有较大的影响。本研究采用的方法是通过发动机各气缸盖上的缸压传感器收集各工况的缸压信号，结合燃烧分析仪给出的数据对各缸均匀性问题进行研究。 本研究对CA6SL2-30E3N重型天然气发动机在ECS13工况试验下的各缸均匀性进行了分析，包括平均指示压力以及放热速度等数据，得到发动机工作均匀性随转速以及负荷的变化规律。通过阅读文献得知，造成发动机燃烧的不均匀性的主要原因之一是进气量不均匀。因此对进气总管的位置进行改动，分别设置为前端进气以及后端进气，并根据各进气位置的发动机800-2100r/min转速的全负荷试验，对比三种进气方式对发动机燃烧均匀性的影响。同时，考查三种进气方式对发动机动力性、经济性以及排放性的影响。 分析试验发动机原机进气方式的ESC13工况数据，结论如下： 1.低转速时，25%和100%负荷下的IMEP偏差比明显高于其他负荷；当负荷达到50%、75%以及100%时，IMEP偏差比随着转速的增大明显增加。 2.负荷一定时，各缸CA10的偏差比随转速的增大呈明显上升趋势；各转速下的25%负荷工况，各缸CA50的偏差比均明显高于另外三个负荷；50%与75%负荷下各缸CA50偏差比差别并不大；而100%负荷下的CA50偏差比则明显高于前两者。 3.全负荷试验中，IMEP偏差比随转速的升高先降低后升高，当转速为1300-1400r/min时，发动机各缸均匀度最好, IMEP的偏差比仅为0.33%； CA10和CA50的偏差比随着转速的升高有增大的趋势，CA90的偏差比随转速的升高而降低。改变天然气发动机进气位置获得结论如下： 1.前端进气方式IMEP的偏差比在各转速下均高于另外两种进气方式，变化趋势与原机中部进气方式基本一致；前端与后端进气方式CA10的偏差比随转速的变化趋势基本保持一致，均匀性均好于原机的中部进气方式；三种进气方式CA50的偏差比随转速的变化趋势与CA10类似，而各进气方式下CA90的偏差比随转速的变化基本一致。 2.当发动机工作在低转速工况时，三种进气方式100%负荷下的扭矩输出基本保持一致；而当转速继续增大时，前端进气方式的扭矩输出略高于另外两种进气方式，而后端进气方式的扭矩输出最低。 3.当发动机转速处于800-1700r/min范围内时，三种进气方式下NOx的排放量并没有明显的差异，而当发动机在高转速工况下工作时，中部进气方式的NOx排放高于另外两种进气方式；发动机THC排放量随转速的增加呈先增加后降低的变化趋势，当转速达到1800r/min以上时，前端进气与中部进气方式下THC的排放量随转速增加的变化趋势基本相同，均略高于后端进气方式。 4.三种进气方式下发动机的比气耗随转速增加呈先降低再升高的变化趋势，当发动机工作在转速为1100-1700r/min的工况下，经济性明显好于其他转速工况。当转速为800-1800r/min时，前端进气方式的比气耗明显低于其他两种进气方式，；当发动机转速上升至1800r/min以上时，中部进气与前端进气方式的经济性随转速变化的趋势基本一致，均优于后端进气方式。 5.该发动机的循环变动系数随转速的增加呈先增大后降低的变化规律，，相对来说前端进气方式下各缸循环变动较小，各缸均未超过8%；无论采用哪个进气位置，靠近进气总管的一到两个气缸的循环变动总是最大的。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK431
【目录】：

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1 赵惠敏,刘洁 ,胡丽慧,张存信;天然气汽车的发展与未来展望[J];兵器材料科学与工程;2004年01期

2 张守国;;浅谈汽车排放控制技术[J];科技创新与应用;2012年07期

3 林在犁,杨学杰;世界能源状况及车用天然气发动机技术发展[J];柴油机;2005年04期

4 Gerhard Kogler;王凤;;HCCI技术应用于大型天然气发动机的潜力[J];国外内燃机车;2008年06期

5 杜巍;单文诣;刘福水;;排气管结构对多缸增压柴油机进气不均匀性的影响[J];北京理工大学学报;2012年06期

6 汤姆·墨菲;张瑜;;缓解能源危机的“救命稻草”[J];低碳世界;2012年03期

7 李慧凤;;中国环境税制现状、问题及对策研究[J];技术经济与管理研究;2011年03期

8 夏怀成;安子军;孙泽;邸立明;;双火花塞发动机性能的仿真分析[J];机械设计;2012年05期

9 董会平;;中国能源结构的调整及优化[J];陇东学院学报;2011年04期

10 马凡华;汪俊君;程伟;吴晓;李勇;王宇;;增压稀燃天然气发动机排放特性[J];内燃机工程;2008年02期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 贾明;均质压燃（HCCI）发动机着火与燃烧过程的理论与数值研究[D];大连理工大学;2006年

2 郑周胜;中国式财政分权下环境污染问题研究[D];兰州大学;2012年

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1 文媛媛;天然气掺氢HCCI发动机燃烧与排放物的研究[D];武汉理工大学;2011年

2 王东芹;点火时刻和喷气时刻对天然气发动机性能的影响[D];吉林大学;2009年

【共引文献】

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1 黄鹏超;李光辉;刘文龙;;天然气发动机的研究[J];船电技术;2010年04期

2 张守国;;浅谈汽车排放控制技术[J];科技创新与应用;2012年07期

3 朱昌吉;王立军;邢喜村;李君;杨立平;贾磊;;旁通阀开度对增压中冷CNG发动机性能影响的研究[J];车用发动机;2009年02期

4 张国昌;;燃气发动机进气不均匀性试验研究[J];车用发动机;2009年02期

5 宋宗义;柏芹水;周国庆;丁德新;;6190燃气发动机循环变动试验研究[J];车用发动机;2009年04期

6 吴光耀;;柴油/天然气双燃料发动机控制策略研究[J];柴油机;2011年04期

7 赵煜;;浅谈全球变化与社会经济发展方式的选择[J];甘肃科技;2009年13期

8 范定祥;廖进中;欧绍华;;排放强度约束下的最优经济增长分析[J];系统工程;2012年06期

9 李娜;张强;邵思东;李国祥;;重型稀燃天然气发动机NO_x排放试验研究[J];车用发动机;2012年06期

10 冯雪;;浅谈环境税设计思路[J];经营管理者;2013年27期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 彭红涛;;天然气汽车发展现状、存在问题及对策[A];《煤气与热力》杂志编辑委员会'2005燃气热力技术研讨会论文集[C];2005年

2 鲁端峰;闫亚明;刘晓萍;常纪恒;王宏生;;卷烟企业能源消耗现状及节能措施探讨[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集（第二卷）[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 肖保国;碳氢燃料简化动力学模型和当地自适应建表方法在超燃并行计算中的应用[D];中国空气动力研究与发展中心;2009年

2 冯威;燃料自燃及火焰稳定性机理的研究[D];上海交通大学;2011年

3 张庆峰;汽油燃料替代混合物均质压燃反应动力学基础研究[D];重庆大学;2011年

4 万建香;环境政策促进区域经济发展的传导机制研究[D];江西财经大学;2011年

5 曾文;催化燃烧的数值模拟及其在均质压燃（HCCI）发动机中应用的基础研究[D];大连理工大学;2006年

6 郑清平;压燃式天然气发动机燃烧过程模拟计算和试验研究[D];天津大学;2006年

7 张德福;低散热压缩着火天然气发动机燃烧过程的试验研究[D];天津大学;2005年

8 彭水军;经济增长、贸易与环境[D];湖南大学;2005年

9 贺俊;基于内生增长理论的可持续发展研究[D];中国科学技术大学;2007年

10 田国弘;缸内直喷汽油机HCCI燃烧瞬态过程的研究[D];清华大学;2007年

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1 姚丛笑;我国能源生产结构优化研究[D];长春理工大学;2010年

2 尹佳;柴油/天然气双燃料发动机性能模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 王宇;BL20L液化天然气（LNG）发动机的开发[D];吉林大学;2011年

4 林春伟;柴油PCCI发动机喷射参数的优化研究[D];大连理工大学;2011年

5 范冰;气体燃料发动机控制系统开发[D];华南理工大学;2011年

6 支琪;大缸径天然气发动机性能模拟[D];西南交通大学;2011年

7 吴岳伟;天然气发动机压缩比、点火时刻及配气相位优化研究[D];重庆交通大学;2011年

8 郭云杰;轿车用单一燃料电控喷射天然气发动机性能的实验与计算研究[D];天津大学;2010年

9 李春节;大马力天然气发动机工作过程数值模拟及分析[D];华中科技大学;2009年

10 张坤鹏;满足国Ⅴ排放的天然气发动机开发[D];天津大学;2011年

【二级参考文献】

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1 孙晓伟;;从污染事故频发透视地方政府环境规制行为——基于公共选择理论视角的分析[J];长白学刊;2011年04期

2 于长革;;中国式财政分权与公共服务供给的机理分析[J];财经问题研究;2008年11期

3 崔亚飞;刘小川;;中国省级税收竞争与环境污染——基于1998-2006年面板数据的分析[J];财经研究;2010年04期

4 李胜;;两型社会环境治理的政策设计——基于参与人联盟与对抗的博弈分析[J];财经理论与实践;2009年05期

5 林江;孙辉;黄亮雄;;财政分权、晋升激励和地方政府义务教育供给[J];财贸经济;2011年01期

6 胡国栋,许锋;柴油机燃烧的新发展——热预混合近似等压燃烧[J];车用发动机;1989年05期

7 卓斌;天然气发动机燃烧特征与功率恢复[J];车用发动机;1999年01期

8 蔡忠周,王自橘,徐春龙;燃烧室形状对快速混合燃烧过程的影响[J];车用发动机;2000年04期

9 宁智,刘建华,张欣,朱家松;天然气/柴油双燃料发动机燃烧特性的研究[J];车用发动机;2001年01期

10 宋钧,张武高,黄震;车用天然气发动机技术与性能研究[J];车用发动机;2001年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 董芳;内燃机燃烧过程的数值模拟[D];大连理工大学;2004年

2 周祥军;柴油机受热零部件热负荷的实验研究及其数值仿真[D];武汉理工大学;2005年

3 姚良山;以汽油及天然气为燃料的HCCI燃烧过程三维数值模拟的研究[D];山东大学;2007年

4 李昕;CA4102天然气发动机燃烧过程的仿真研究[D];吉林大学;2007年

5 薛龙龙;资源约束下经济增长方式转变研究[D];西南财经大学;2007年

6 殷勇;HCNG发动机掺氢比试验研究[D];清华大学;2006年

7 刘海全;HCNG发动机燃烧排放特性研究与准维模型计算[D];清华大学;2007年

8 胡晓彬;中国能源效率的影响因素研究[D];上海交通大学;2009年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 程永陆;美国能源部拨款用于天然气发动机研究开发[J];国外内燃机车;2001年03期

2 刘兴华,陈永义,李铁栓;天然气发动机多点顺序喷射技术的开发研究[J];内燃机工程;2003年03期

3 郑清平,张惠明,张德福;压燃式天然气发动机的技术现状及展望[J];农业机械学报;2004年05期

4 赵纪君;1190NT天然气发动机的结构特点和性能试验[J];石油机械;1988年07期

5 胡九章;2105型天然气发动机用汽化-混合器的模拟试验[J];石油机械;1993年03期

6 阿炜;戴姆勒-克莱斯勒M906LAG天然气发动机介绍[J];汽车与配件;2001年Z1期

7 冯仁贵，李清观，姚正刚;天然气发动机进排气门的研制[J];柴油机;1996年05期

8 马艳明,许忠厚,马凡华,吕剑飞;对装有EGR的天然气发动机的试验研究[J];车用发动机;2002年05期

9 方汉学 ,胡桂苓 ,赵芳;TMS320LF2407在天然气发动机控制中的应用[J];微计算机信息;2005年04期

10 刘春;;使用天然气 汽车少公害[J];世界知识;1991年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 滕勤;左承基;;电控技术在天然气发动机上的应用[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年

2 孙成香;李全武;郑圣彬;孙乐美;李治朋;;钻井平台用天然气发动机的设计开发[A];第十七届全国大功率柴油机学术年会论文集[C];2011年

3 程鹏;;天然气发动机技术研究与应用[A];重庆汽车工程学会2008年学术会议论文集[C];2008年

4 李克新;;NQ140N单-CNG发动机的开发与试验[A];（2003）四川柴油/天然气汽车技术研讨会论文集[C];2003年

5 苌转;周斌;邵晓杰;于超;;不同类型的天然气发动机燃烧和排放特点[A];2007年汽车学术年会论文集[C];2007年

6 秦朝葵;刘雄;全惠君;谭建新;;天然气发动机复合空调系统[A];中国城市燃气学会应用专业委员会2005年会论文集[C];2005年

7 陈万应;张浩;邓杰;杨志勇;李克新;程辉;;NQ140N天然气发动机的开发[A];（2003）四川柴油/天然气汽车技术研讨会论文集[C];2003年

8 柳楠;崔厚玺;丛蕾;;应用模糊物元理论建立天然气发动机性能状态评价模型[A];2008年全国振动工程及应用学术会议暨第十一届全国设备故障诊断学术会议论文集[C];2008年

9 赵作志;;恢复天然气(CNG)发动机动力性能的分析研究[A];四川省汽车工程学会2001年学术年会论文集[C];2001年

10 赵作志;;恢复天然气(CNG)发动机动力性能的分析研究[A];2001年四川天然气汽车技术研讨会论文集[C];2001年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 本报记者 郑义;[N];上海证券报;2008年

2 记者 王建梁;[N];科技日报;2009年

3 关尚宇;[N];中国工业报;2009年

4 过国忠 许武英;[N];中国技术市场报;2010年

5 任继凯　傅伟;[N];中国石化报;2010年

6 记者 任继凯　通讯员 傅伟;[N];中国石油报;2010年

7 广言;[N];中国船舶报;2010年

8 通讯员 陈燕　记者 严峻;[N];中国工业报;2010年

9 记者 过国忠　通讯员 许武英;[N];科技日报;2010年

10 柯吉;[N];中国石化报;2010年

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1 焦运景;稀燃天然气发动机燃烧过程研究和燃烧系统开发[D];天津大学;2009年

2 李树生;高性能大功率天然气发动机燃烧系统开发研究[D];山东大学;2013年

3 司鹏鹍;满足国Ⅳ排放标准压缩天然气发动机燃烧过程的研究[D];天津大学;2009年

4 余小草;燃烧边界条件对车用重型天然气发动机燃烧及排放的影响[D];吉林大学;2013年

5 姚宝峰;稀燃天然气发动机燃烧循环变动特性及动力学特征研究[D];北京交通大学;2011年

6 郑清平;压燃式天然气发动机燃烧过程模拟计算和试验研究[D];天津大学;2006年

7 张德福;低散热压缩着火天然气发动机燃烧过程的试验研究[D];天津大学;2005年

8 窦慧莉;电控喷射稀燃天然气发动机的关键技术研究[D];吉林大学;2006年

9 杨立平;4SH-N天然气发动机工作过程优化及排放控制[D];吉林大学;2008年

10 袁华智;电控汽油/CNG两用燃料发动机故障模拟试验及诊断研究[D];长安大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 窦宝华;公交车用天然气发动机国产化的层次分析法研究与规模化应用[D];上海交通大学;2010年

2 张坤鹏;满足国Ⅴ排放的天然气发动机开发[D];天津大学;2011年

3 范龙飞;天然气发动机电控喷射系统的研究[D];北京交通大学;2010年

4 李春节;大马力天然气发动机工作过程数值模拟及分析[D];华中科技大学;2009年

5 吴家平;天然气发动机稀薄燃烧试验研究与数值模拟[D];华中科技大学;2009年

6 潘芝桂;天然气发动机进排气系统及配气相位优化研究[D];重庆交通大学;2011年

7 赵海艳;天然气发动机空燃比控制系统研究与开发[D];山东大学;2012年

8 熊长君;大型天然气发动机工作循环数值模拟分析[D];大连理工大学;2013年

9 邢小伟;大缸径天然气发动机缸内燃烧过程数值模拟研究[D];山东大学;2013年

10 黄帅;天然气发动机气体喷射闭环控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2013年

  本文关键词：进气位置对重型天然气发动机各缸均匀性的影响，由笔耕文化传播整理发布。

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