CNG-柴油双燃料发动机性能的实验研究

发布时间：2021-11-24 15:34

　　天然气作为一种储量丰富、价格低廉的清洁能源,双燃料机技术使其在内燃机中的应用得以实现。双燃料机在保证原机动力性能的同时能够大大降低NO_x和soot的排放,双燃料机凭借其良好的经济性和排放性能日益受到世界各国学者的重视。为了寻找双燃料机在各个工况下最佳的运行参数,使得在各工况点都能够实现在不会较大程度地牺牲热效率的前提下,尽可能地提高双燃料机的最大替代率。本文在一台135单缸柴油机自主改装的CNG-柴油双燃料发动机上进行实验研究,首先在最大扭矩转速1200r/min、额定转速1500r/min和额定扭矩等扭矩转速1050r/min的各个负荷下,对双燃料机性能进行了测试。研究发现相同负荷条件下,各转速的热效率从高到低依次为1500r/min>1200r/min>1050r/min,最大替代率从高到低排列为1200r/min>1050r/min>1500r/min,综合经济性和最大替代率两者考虑,最大扭矩转速1200r/min的综合性能较好,因此实验中选择了1200r/min转速作为对照组。在对照组基础上采用控制变量法对引燃油喷射压力、引燃油的喷... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 国家能源安全
    1.3 环境污染
    1.4 天然气的特点
    1.5 双燃料机的分类
    1.6 双燃料机技术国内外研究现状
    1.7 本文研究内容
2 实验设备及方法
    2.1 双燃料机试验台架
    2.2 双燃料机试验台架的主要系统
        2.2.1 双燃料机的燃料供给系统
        2.2.2 双燃料机控制和数据采集系统
        2.2.3 双燃料机测试系统
        2.2.4 排气有害排放物的采集与分析系统
    2.3 实验方案
    2.4 本章小结
3 实验结果与讨论分析
    3.1 天然气喷射阀喷气特性
    3.2 替代率
    3.3 不同运转工况下,双燃料模式动力性能与排放性能
        3.3.1 在各工况点过量空气系数
        3.3.2 各工况点双燃料模式下的热效率
        3.3.3 双燃料模式下NO_x含量随负荷的变化
        3.3.4 双燃料模式下CO含量随负荷的变化
        3.3.5 双燃料模式下HC含量随负荷的变化
        3.3.6 双燃料模式下soot含量随负荷的变化
    3.4 双燃料模式与纯柴油模式的动力性能与排放性能对比
        3.4.1 缸压曲线对比
        3.4.2 放热率曲线对比
        3.4.3 指示热效率对比
        3.4.4 NO_x含量的对比
        3.4.5 CO含量的对比
        3.4.6 HC含量的对比
        3.4.7 soot含量的对比
    3.5 引燃柴油喷射压力对双燃料机性能的影响
        3.5.1 引燃柴油喷射压力对双燃料机替代率的影响
        3.5.2 引燃柴油喷射压力对双燃料机热效率的影响
        3.5.3 引燃柴油喷射压力对双燃料机缸压曲线的影响
        3.5.4 引燃柴油喷射压力对双燃料机放热率曲线的影响
        3.5.5 引燃柴油喷射压力对双燃料机NO_x含量的影响
        3.5.6 引燃柴油喷射压力对双燃料机HC含量的影响
        3.5.7 引燃柴油喷射压力对双燃料机CO含量的影响
        3.5.8 引燃柴油喷射压力对双燃料机排气温度的影响
    3.6 引燃柴油喷油正时对双燃料机性能的影响
        3.6.1 引燃柴油喷油正时对双燃料机替代率的影响
        3.6.2 引燃柴油喷油正时对双燃料机热效率的影响
        3.6.3 引燃柴油喷油正时对双燃料机缸压的影响
        3.6.4 引燃柴油喷油正时对双燃料机放热率曲线的影响
        3.6.5 引燃柴油喷油正时对双燃料机NO_x的影响
        3.6.6 引燃柴油喷油正时对双燃料机HC的影响
        3.6.7 引燃柴油喷油正时对双燃料机CO的影响
    3.7 压缩比对双燃料机的影响
        3.7.1 压缩比对双燃料机替代率的影响
        3.7.2 压缩比对双燃料机热效率的影响
        3.7.3 压缩比对双燃料机缸压的影响
        3.7.4 压缩比对双燃料机放热率的影响
    3.8 喷油器孔数和油束夹角对双燃料机缸压的影响
        3.8.1 喷嘴孔数和油束夹角对双燃料机缸压的影响
        3.8.2 喷嘴孔数和油束夹角对双燃料机放热率的影响
4 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]天然气发动机燃烧室对性能的影响及优化[J]. 韩旭东,黄佐华,陈勤学,杨强,熊杰,杨星.  内燃机学报. 2017(03)
[2]天然气双燃料技术在船机上的研究进展分析[J]. 王解托,董晶瑾,刘海峰,叶映.  小型内燃机与车辆技术. 2017(02)
[3]PODEn-天然气双燃料的燃烧和排放特性研究[J]. 宋和平,刘长鹏,张望,王志,何鑫,王建昕.  内燃机学报. 2017(02)
[4]EGR对柴油-天然气双燃料发动机稀燃的影响[J]. 朱赞,潘玉萍,杨升,宛仕枨,黄豪中.  车用发动机. 2017(01)
[5]不同喷油提前角下双燃料发动机的燃烧特性和稳定特性[J]. 孙璐,刘亦夫,曾科.  西安交通大学学报. 2014(07)
[6]我国气体燃料大型船用主机发展策略探讨[J]. 冯立岩.  柴油机. 2011(05)
[7]压缩比对直喷天然气发动机燃烧与排放特性的影响[J]. 郑建军,王金华,王彬,黄佐华,宁德忠,张英佳.  内燃机学报. 2010(01)
[8]天然气加氢改性对柴油引燃气体发动机排放特性和经济性影响的研究[J]. 刘世文,汪洋,郑尊清,尧命发,谢辉.  燃烧科学与技术. 2003(06)
[9]柴油引燃天然气发动机着火特性及其影响因素的研究[J]. 林志强,苏万华,王国祥.  燃烧科学与技术. 2003(03)
[10]降低双燃料发动机HC和CO排放的研究[J]. 刘雄,张惠明,吕筱萍,傅茂林.  内燃机学报. 2003(01)

博士论文
[1]基于化学动力学的船用双燃料发动机稀燃特性研究[D]. 赵文圣.哈尔滨工程大学 2018
[2]天然气/柴油双燃料发动机燃烧的数值研究及优化[D]. 吴振阔.湖南大学 2018

硕士论文
[1]低速二冲程双燃料机燃烧系统优化[D]. 侯秀芹.大连理工大学 2019



本文编号：3516264