全球能源危機和環(huán)境問題的關注度持續(xù)增加,各國均開始研究和制定相關法規(guī)來限制車輛的能源消耗和尾氣排放。引入代用燃料符合目前車輛行業(yè)“節(jié)能減排”的發(fā)展趨勢。氫氣是一種不含碳基的可再生清潔能源,氫內燃機相比于傳統(tǒng)內燃機僅存在NOx排放。此外,氫氣的能量密度高,著火界限寬,點火能量低,燃燒速度快等獨特理化性質,提升了發(fā)動機的熱效率和運行穩(wěn)定性。但高燃燒效率會導致缸內壓力和溫度過高,NO排放增加;同時促進了爆震、早燃等異常燃燒的發(fā)生。中、高負荷下頻繁出現(xiàn)的異常燃燒問題以及解決更高功率輸出和NO排放的矛盾是制約氫發(fā)動機發(fā)展的主要瓶頸。據(jù)此,本文采用廢氣再循環(huán)（EGR）技術來調節(jié)氫發(fā)動機缸內燃燒狀態(tài),探究EGR對氫發(fā)動機進氣充量以及燃燒、排放的影響。本文基于AVL-Fire軟件對改裝后的嘉陵JH600氫/汽油雙模發(fā)動機建立仿真模型并進行驗證,然后根據(jù)研究問題將主要內容分為兩個部分。第一部分通過調整不同EGR率,研究EGR對缸內充量成分、氣體混合狀態(tài)、燃燒放熱過程以及NO排放的影響并進行分析。第二部分以4500r/min轉速為例,進一步通過優(yōu)化點火正時,綜合分析氫發(fā)動機的整體性能,從而對最佳EGR率和... 

【文章來源】：華北水利水電大學河南省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 研究背景
        1.2.1 環(huán)境及能源問題
        1.2.2 內燃機替代燃料
    1.3 氫內燃機發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 氫內燃機EGR技術及發(fā)展現(xiàn)狀
    1.5 課題研究意義
    1.6 研究內容及方法
    1.7 本章小結
2 研究對象及試驗方案
    2.1 研究對象
        2.1.1 發(fā)動機及實驗臺架
        2.1.2 發(fā)動機三維建模
    2.2 研究方案
        2.2.1 研究方案制定
        2.2.2 參數(shù)確定及依據(jù)
    2.3 本章小結
3 仿真模型建立及模擬參數(shù)設置
    3.1 FIRE軟件介紹
    3.2 模擬網(wǎng)格劃分
    3.3 模擬參數(shù)設置
        3.3.1 初始邊界條件確定
        3.3.2 計算步長選取
        3.3.3 數(shù)學模型選取
        3.3.4 方程離散和求解方法
    3.4 本章小結
4 不同EGR率對氫發(fā)動機性能的影響
    4.1 不同EGR率對進氣過程的影響
        4.1.1 EGR對缸內充量狀態(tài)的影響
        4.1.2 EGR對缸內主要充量成分的影響
    4.2 不同EGR率對缸內燃燒放熱的影響
        4.2.1 EGR對最高放熱率的影響
        4.2.2 EGR對燃燒相位的影響
    4.3 不同EGR率對缸內溫度壓力的影響
        4.3.1 EGR對缸內溫度的影響
        4.3.2 EGR對缸內壓力的影響
    4.4 不同EGR率對氫發(fā)動機排放的影響
    4.5 EGR的化學稀釋效應和熱效應
    4.6 本章小結
5 EGR作用下不同點火正時對氫發(fā)動機性能的影響
    5.1 點火正時對缸內燃燒的影響
        5.1.1 點火正時對缸內壓力溫度的影響
        5.1.2 點火正時對缸內燃燒放熱的影響
    5.2 點火正時對氫發(fā)動機性能的影響
        5.2.1 點火正時對指示功率的影響
        5.2.2 點火正時對指示熱效率的影響
        5.2.3 點火正時對NO排放的影響
    5.3 EGR作用下最佳點火正時分析
    5.4 本章小結
6 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 工作展望
攻讀學位期間參加的科研項目及發(fā)表的學術論文
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]稀釋條件下的氫內燃機燃燒和排放生成機理研究[D]. 段俊法.北京理工大學 2015



本文編號：3159699