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《吉林大學(xué)》 2013年

進(jìn)氣位置對(duì)重型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)各缸均勻性的影響

葛思非  

【摘要】：在世界經(jīng)濟(jì)與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的今天，能源危機(jī)與環(huán)境污染兩大問(wèn)題成為了制約汽車(chē)發(fā)展與人類(lèi)進(jìn)步的重要因素，因此全世界都在尋找清潔的替代能源，以滿(mǎn)足越來(lái)越嚴(yán)格的排放法規(guī)以及世界可持續(xù)發(fā)展的要求。天然氣作為現(xiàn)今應(yīng)用最為廣泛、相關(guān)技術(shù)最為成熟的石油代用燃料，具有儲(chǔ)量大、熱值高、價(jià)格低廉和排放清潔等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)存在火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷约叭紵粔蚍�(wěn)定等問(wèn)題。如何在保證天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放性的同時(shí)改善燃燒穩(wěn)定性與均勻性成為了當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的老化可能會(huì)引起各缸之間燃燒過(guò)程的顯著差異，從而導(dǎo)致震動(dòng)和污染物排放的增加，對(duì)內(nèi)燃機(jī)工作穩(wěn)定性以及使用壽命都有較大的影響。本研究采用的方法是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)各氣缸蓋上的缸壓傳感器收集各工況的缸壓信號(hào)，結(jié)合燃燒分析儀給出的數(shù)據(jù)對(duì)各缸均勻性問(wèn)題進(jìn)行研究。 本研究對(duì)CA6SL2-30E3N重型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在ECS13工況試驗(yàn)下的各缸均勻性進(jìn)行了分析，包括平均指示壓力以及放熱速度等數(shù)據(jù)，得到發(fā)動(dòng)機(jī)工作均勻性隨轉(zhuǎn)速以及負(fù)荷的變化規(guī)律。通過(guò)閱讀文獻(xiàn)得知，造成發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的不均勻性的主要原因之一是進(jìn)氣量不均勻。因此對(duì)進(jìn)氣總管的位置進(jìn)行改動(dòng)，分別設(shè)置為前端進(jìn)氣以及后端進(jìn)氣，并根據(jù)各進(jìn)氣位置的發(fā)動(dòng)機(jī)800-2100r/min轉(zhuǎn)速的全負(fù)荷試驗(yàn)，對(duì)比三種進(jìn)氣方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒均勻性的影響。同時(shí)，考查三種進(jìn)氣方式對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放性的影響。 分析試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)原機(jī)進(jìn)氣方式的ESC13工況數(shù)據(jù)，結(jié)論如下： 1.低轉(zhuǎn)速時(shí)，25%和100%負(fù)荷下的IMEP偏差比明顯高于其他負(fù)荷；當(dāng)負(fù)荷達(dá)到50%、75%以及100%時(shí)，IMEP偏差比隨著轉(zhuǎn)速的增大明顯增加。 2.負(fù)荷一定時(shí)，各缸CA10的偏差比隨轉(zhuǎn)速的增大呈明顯上升趨勢(shì)；各轉(zhuǎn)速下的25%負(fù)荷工況，各缸CA50的偏差比均明顯高于另外三個(gè)負(fù)荷；50%與75%負(fù)荷下各缸CA50偏差比差別并不大；而100%負(fù)荷下的CA50偏差比則明顯高于前兩者。 3.全負(fù)荷試驗(yàn)中，IMEP偏差比隨轉(zhuǎn)速的升高先降低后升高，當(dāng)轉(zhuǎn)速為1300-1400r/min時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)各缸均勻度最好, IMEP的偏差比僅為0.33%； CA10和CA50的偏差比隨著轉(zhuǎn)速的升高有增大的趨勢(shì)，CA90的偏差比隨轉(zhuǎn)速的升高而降低。改變天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣位置獲得結(jié)論如下： 1.前端進(jìn)氣方式IMEP的偏差比在各轉(zhuǎn)速下均高于另外兩種進(jìn)氣方式，變化趨勢(shì)與原機(jī)中部進(jìn)氣方式基本一致；前端與后端進(jìn)氣方式CA10的偏差比隨轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)基本保持一致，均勻性均好于原機(jī)的中部進(jìn)氣方式；三種進(jìn)氣方式CA50的偏差比隨轉(zhuǎn)速的變化趨勢(shì)與CA10類(lèi)似，而各進(jìn)氣方式下CA90的偏差比隨轉(zhuǎn)速的變化基本一致。 2.當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在低轉(zhuǎn)速工況時(shí)，三種進(jìn)氣方式100%負(fù)荷下的扭矩輸出基本保持一致；而當(dāng)轉(zhuǎn)速繼續(xù)增大時(shí)，前端進(jìn)氣方式的扭矩輸出略高于另外兩種進(jìn)氣方式，而后端進(jìn)氣方式的扭矩輸出最低。 3.當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速處于800-1700r/min范圍內(nèi)時(shí)，三種進(jìn)氣方式下NOx的排放量并沒(méi)有明顯的差異，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速工況下工作時(shí)，中部進(jìn)氣方式的NOx排放高于另外兩種進(jìn)氣方式；發(fā)動(dòng)機(jī)THC排放量隨轉(zhuǎn)速的增加呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1800r/min以上時(shí)，前端進(jìn)氣與中部進(jìn)氣方式下THC的排放量隨轉(zhuǎn)速增加的變化趨勢(shì)基本相同，均略高于后端進(jìn)氣方式。 4.三種進(jìn)氣方式下發(fā)動(dòng)機(jī)的比氣耗隨轉(zhuǎn)速增加呈先降低再升高的變化趨勢(shì)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作在轉(zhuǎn)速為1100-1700r/min的工況下，經(jīng)濟(jì)性明顯好于其他轉(zhuǎn)速工況。當(dāng)轉(zhuǎn)速為800-1800r/min時(shí)，前端進(jìn)氣方式的比氣耗明顯低于其他兩種進(jìn)氣方式，；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升至1800r/min以上時(shí)，中部進(jìn)氣與前端進(jìn)氣方式的經(jīng)濟(jì)性隨轉(zhuǎn)速變化的趨勢(shì)基本一致，均優(yōu)于后端進(jìn)氣方式。 5.該發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)變動(dòng)系數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增加呈先增大后降低的變化規(guī)律，，相對(duì)來(lái)說(shuō)前端進(jìn)氣方式下各缸循環(huán)變動(dòng)較小，各缸均未超過(guò)8%；無(wú)論采用哪個(gè)進(jìn)氣位置，靠近進(jìn)氣總管的一到兩個(gè)氣缸的循環(huán)變動(dòng)總是最大的。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TK431
【目錄】：

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【參考文獻(xiàn)】

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9 方漢學(xué) ,胡桂苓 ,趙芳;TMS320LF2407在天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)控制中的應(yīng)用[J];微計(jì)算機(jī)信息;2005年04期

10 劉春;;使用天然氣 汽車(chē)少公害[J];世界知識(shí);1991年02期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 滕勤;左承基;;電控技術(shù)在天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用[A];2004“安徽制造業(yè)發(fā)展”博士科技論壇論文集[C];2004年

2 孫成香;李全武;鄭圣彬;孫樂(lè)美;李治朋;;鉆井平臺(tái)用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)[A];第十七屆全國(guó)大功率柴油機(jī)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

3 程鵬;;天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)研究與應(yīng)用[A];重慶汽車(chē)工程學(xué)會(huì)2008年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

4 李克新;;NQ140N單-CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)與試驗(yàn)[A];（2003）四川柴油/天然氣汽車(chē)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2003年

5 萇轉(zhuǎn);周斌;邵曉杰;于超;;不同類(lèi)型的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和排放特點(diǎn)[A];2007年汽車(chē)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

6 秦朝葵;劉雄;全惠君;譚建新;;天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)[A];中國(guó)城市燃?xì)鈱W(xué)會(huì)應(yīng)用專(zhuān)業(yè)委員會(huì)2005年會(huì)論文集[C];2005年

7 陳萬(wàn)應(yīng);張浩;鄧杰;楊志勇;李克新;程輝;;NQ140N天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)[A];（2003）四川柴油/天然氣汽車(chē)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2003年

8 柳楠;崔厚璽;叢蕾;;應(yīng)用模糊物元理論建立天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)性能狀態(tài)評(píng)價(jià)模型[A];2008年全國(guó)振動(dòng)工程及應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議暨第十一屆全國(guó)設(shè)備故障診斷學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

9 趙作志;;恢復(fù)天然氣(CNG)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的分析研究[A];四川省汽車(chē)工程學(xué)會(huì)2001年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2001年

10 趙作志;;恢復(fù)天然氣(CNG)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的分析研究[A];2001年四川天然氣汽車(chē)技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2001年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 本報(bào)記者 鄭義;[N];上海證券報(bào);2008年

2 記者 王建梁;[N];科技日?qǐng)?bào);2009年

3 關(guān)尚宇;[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2009年

4 過(guò)國(guó)忠 許武英;[N];中國(guó)技術(shù)市場(chǎng)報(bào);2010年

5 任繼凱　傅偉;[N];中國(guó)石化報(bào);2010年

6 記者 任繼凱　通訊員 傅偉;[N];中國(guó)石油報(bào);2010年

7 廣言;[N];中國(guó)船舶報(bào);2010年

8 通訊員 陳燕　記者 嚴(yán)峻;[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2010年

9 記者 過(guò)國(guó)忠　通訊員 許武英;[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

10 柯吉;[N];中國(guó)石化報(bào);2010年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 焦運(yùn)景;稀燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程研究和燃燒系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[D];天津大學(xué);2009年

2 李樹(shù)生;高性能大功率天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究[D];山東大學(xué);2013年

3 司鵬鹍;滿(mǎn)足國(guó)Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的研究[D];天津大學(xué);2009年

4 余小草;燃燒邊界條件對(duì)車(chē)用重型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒及排放的影響[D];吉林大學(xué);2013年

5 姚寶峰;稀燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)變動(dòng)特性及動(dòng)力學(xué)特征研究[D];北京交通大學(xué);2011年

6 鄭清平;壓燃式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程模擬計(jì)算和試驗(yàn)研究[D];天津大學(xué);2006年

7 張德福;低散熱壓縮著火天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的試驗(yàn)研究[D];天津大學(xué);2005年

8 竇慧莉;電控噴射稀燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2006年

9 楊立平;4SH-N天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程優(yōu)化及排放控制[D];吉林大學(xué);2008年

10 袁華智;電控汽油/CNG兩用燃料發(fā)動(dòng)機(jī)故障模擬試驗(yàn)及診斷研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 竇寶華;公交車(chē)用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)國(guó)產(chǎn)化的層次分析法研究與規(guī)模化應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2010年

2 張坤鵬;滿(mǎn)足國(guó)Ⅴ排放的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)[D];天津大學(xué);2011年

3 范龍飛;天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)電控噴射系統(tǒng)的研究[D];北京交通大學(xué);2010年

4 李春節(jié);大馬力天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程數(shù)值模擬及分析[D];華中科技大學(xué);2009年

5 吳家平;天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)稀薄燃燒試驗(yàn)研究與數(shù)值模擬[D];華中科技大學(xué);2009年

6 潘芝桂;天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)及配氣相位優(yōu)化研究[D];重慶交通大學(xué);2011年

7 趙海艷;天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)[D];山東大學(xué);2012年

8 熊長(zhǎng)君;大型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)數(shù)值模擬分析[D];大連理工大學(xué);2013年

9 邢小偉;大缸徑天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒過(guò)程數(shù)值模擬研究[D];山東大學(xué);2013年

10 黃帥;天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)氣體噴射閉環(huán)控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：進(jìn)氣位置對(duì)重型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)各缸均勻性的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：215146