CNG-柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)性能的實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-24 15:34
天然氣作為一種儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉的清潔能源,雙燃料機(jī)技術(shù)使其在內(nèi)燃機(jī)中的應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。雙燃料機(jī)在保證原機(jī)動(dòng)力性能的同時(shí)能夠大大降低NOx和soot的排放,雙燃料機(jī)憑借其良好的經(jīng)濟(jì)性和排放性能日益受到世界各國(guó)學(xué)者的重視。為了尋找雙燃料機(jī)在各個(gè)工況下最佳的運(yùn)行參數(shù),使得在各工況點(diǎn)都能夠?qū)崿F(xiàn)在不會(huì)較大程度地犧牲熱效率的前提下,盡可能地提高雙燃料機(jī)的最大替代率。本文在一臺(tái)135單缸柴油機(jī)自主改裝的CNG-柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,首先在最大扭矩轉(zhuǎn)速1200r/min、額定轉(zhuǎn)速1500r/min和額定扭矩等扭矩轉(zhuǎn)速1050r/min的各個(gè)負(fù)荷下,對(duì)雙燃料機(jī)性能進(jìn)行了測(cè)試。研究發(fā)現(xiàn)相同負(fù)荷條件下,各轉(zhuǎn)速的熱效率從高到低依次為1500r/min>1200r/min>1050r/min,最大替代率從高到低排列為1200r/min>1050r/min>1500r/min,綜合經(jīng)濟(jì)性和最大替代率兩者考慮,最大扭矩轉(zhuǎn)速1200r/min的綜合性能較好,因此實(shí)驗(yàn)中選擇了1200r/min轉(zhuǎn)速作為對(duì)照組。在對(duì)照組基礎(chǔ)上采用控制變量法對(duì)引燃油噴射壓力、引燃油的噴...
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 國(guó)家能源安全
1.3 環(huán)境污染
1.4 天然氣的特點(diǎn)
1.5 雙燃料機(jī)的分類
1.6 雙燃料機(jī)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.7 本文研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法
2.1 雙燃料機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架
2.2 雙燃料機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架的主要系統(tǒng)
2.2.1 雙燃料機(jī)的燃料供給系統(tǒng)
2.2.2 雙燃料機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
2.2.3 雙燃料機(jī)測(cè)試系統(tǒng)
2.2.4 排氣有害排放物的采集與分析系統(tǒng)
2.3 實(shí)驗(yàn)方案
2.4 本章小結(jié)
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論分析
3.1 天然氣噴射閥噴氣特性
3.2 替代率
3.3 不同運(yùn)轉(zhuǎn)工況下,雙燃料模式動(dòng)力性能與排放性能
3.3.1 在各工況點(diǎn)過(guò)量空氣系數(shù)
3.3.2 各工況點(diǎn)雙燃料模式下的熱效率
3.3.3 雙燃料模式下NO_x含量隨負(fù)荷的變化
3.3.4 雙燃料模式下CO含量隨負(fù)荷的變化
3.3.5 雙燃料模式下HC含量隨負(fù)荷的變化
3.3.6 雙燃料模式下soot含量隨負(fù)荷的變化
3.4 雙燃料模式與純柴油模式的動(dòng)力性能與排放性能對(duì)比
3.4.1 缸壓曲線對(duì)比
3.4.2 放熱率曲線對(duì)比
3.4.3 指示熱效率對(duì)比
3.4.4 NO_x含量的對(duì)比
3.4.5 CO含量的對(duì)比
3.4.6 HC含量的對(duì)比
3.4.7 soot含量的對(duì)比
3.5 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)性能的影響
3.5.1 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)替代率的影響
3.5.2 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)熱效率的影響
3.5.3 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)缸壓曲線的影響
3.5.4 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)放熱率曲線的影響
3.5.5 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)NO_x含量的影響
3.5.6 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)HC含量的影響
3.5.7 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)CO含量的影響
3.5.8 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)排氣溫度的影響
3.6 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)性能的影響
3.6.1 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)替代率的影響
3.6.2 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)熱效率的影響
3.6.3 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)缸壓的影響
3.6.4 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)放熱率曲線的影響
3.6.5 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)NO_x的影響
3.6.6 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)HC的影響
3.6.7 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)CO的影響
3.7 壓縮比對(duì)雙燃料機(jī)的影響
3.7.1 壓縮比對(duì)雙燃料機(jī)替代率的影響
3.7.2 壓縮比對(duì)雙燃料機(jī)熱效率的影響
3.7.3 壓縮比對(duì)雙燃料機(jī)缸壓的影響
3.7.4 壓縮比對(duì)雙燃料機(jī)放熱率的影響
3.8 噴油器孔數(shù)和油束夾角對(duì)雙燃料機(jī)缸壓的影響
3.8.1 噴嘴孔數(shù)和油束夾角對(duì)雙燃料機(jī)缸壓的影響
3.8.2 噴嘴孔數(shù)和油束夾角對(duì)雙燃料機(jī)放熱率的影響
4 總結(jié)與展望
4.1 總結(jié)
4.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室對(duì)性能的影響及優(yōu)化[J]. 韓旭東,黃佐華,陳勤學(xué),楊強(qiáng),熊杰,楊星. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2017(03)
[2]天然氣雙燃料技術(shù)在船機(jī)上的研究進(jìn)展分析[J]. 王解托,董晶瑾,劉海峰,葉映. 小型內(nèi)燃機(jī)與車輛技術(shù). 2017(02)
[3]PODEn-天然氣雙燃料的燃燒和排放特性研究[J]. 宋和平,劉長(zhǎng)鵬,張望,王志,何鑫,王建昕. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]EGR對(duì)柴油-天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)稀燃的影響[J]. 朱贊,潘玉萍,楊升,宛仕棖,黃豪中. 車用發(fā)動(dòng)機(jī). 2017(01)
[5]不同噴油提前角下雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒特性和穩(wěn)定特性[J]. 孫璐,劉亦夫,曾科. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(07)
[6]我國(guó)氣體燃料大型船用主機(jī)發(fā)展策略探討[J]. 馮立巖. 柴油機(jī). 2011(05)
[7]壓縮比對(duì)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒與排放特性的影響[J]. 鄭建軍,王金華,王彬,黃佐華,寧德忠,張英佳. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2010(01)
[8]天然氣加氫改性對(duì)柴油引燃?xì)怏w發(fā)動(dòng)機(jī)排放特性和經(jīng)濟(jì)性影響的研究[J]. 劉世文,汪洋,鄭尊清,堯命發(fā),謝輝. 燃燒科學(xué)與技術(shù). 2003(06)
[9]柴油引燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)著火特性及其影響因素的研究[J]. 林志強(qiáng),蘇萬(wàn)華,王國(guó)祥. 燃燒科學(xué)與技術(shù). 2003(03)
[10]降低雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)HC和CO排放的研究[J]. 劉雄,張惠明,呂筱萍,傅茂林. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2003(01)
博士論文
[1]基于化學(xué)動(dòng)力學(xué)的船用雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)稀燃特性研究[D]. 趙文圣.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[2]天然氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的數(shù)值研究及優(yōu)化[D]. 吳振闊.湖南大學(xué) 2018
碩士論文
[1]低速二沖程雙燃料機(jī)燃燒系統(tǒng)優(yōu)化[D]. 侯秀芹.大連理工大學(xué) 2019
本文編號(hào):3516264
【文章來(lái)源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 緒論
1.1 引言
1.2 國(guó)家能源安全
1.3 環(huán)境污染
1.4 天然氣的特點(diǎn)
1.5 雙燃料機(jī)的分類
1.6 雙燃料機(jī)技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.7 本文研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法
2.1 雙燃料機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架
2.2 雙燃料機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架的主要系統(tǒng)
2.2.1 雙燃料機(jī)的燃料供給系統(tǒng)
2.2.2 雙燃料機(jī)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
2.2.3 雙燃料機(jī)測(cè)試系統(tǒng)
2.2.4 排氣有害排放物的采集與分析系統(tǒng)
2.3 實(shí)驗(yàn)方案
2.4 本章小結(jié)
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論分析
3.1 天然氣噴射閥噴氣特性
3.2 替代率
3.3 不同運(yùn)轉(zhuǎn)工況下,雙燃料模式動(dòng)力性能與排放性能
3.3.1 在各工況點(diǎn)過(guò)量空氣系數(shù)
3.3.2 各工況點(diǎn)雙燃料模式下的熱效率
3.3.3 雙燃料模式下NO_x含量隨負(fù)荷的變化
3.3.4 雙燃料模式下CO含量隨負(fù)荷的變化
3.3.5 雙燃料模式下HC含量隨負(fù)荷的變化
3.3.6 雙燃料模式下soot含量隨負(fù)荷的變化
3.4 雙燃料模式與純柴油模式的動(dòng)力性能與排放性能對(duì)比
3.4.1 缸壓曲線對(duì)比
3.4.2 放熱率曲線對(duì)比
3.4.3 指示熱效率對(duì)比
3.4.4 NO_x含量的對(duì)比
3.4.5 CO含量的對(duì)比
3.4.6 HC含量的對(duì)比
3.4.7 soot含量的對(duì)比
3.5 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)性能的影響
3.5.1 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)替代率的影響
3.5.2 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)熱效率的影響
3.5.3 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)缸壓曲線的影響
3.5.4 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)放熱率曲線的影響
3.5.5 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)NO_x含量的影響
3.5.6 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)HC含量的影響
3.5.7 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)CO含量的影響
3.5.8 引燃柴油噴射壓力對(duì)雙燃料機(jī)排氣溫度的影響
3.6 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)性能的影響
3.6.1 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)替代率的影響
3.6.2 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)熱效率的影響
3.6.3 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)缸壓的影響
3.6.4 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)放熱率曲線的影響
3.6.5 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)NO_x的影響
3.6.6 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)HC的影響
3.6.7 引燃柴油噴油正時(shí)對(duì)雙燃料機(jī)CO的影響
3.7 壓縮比對(duì)雙燃料機(jī)的影響
3.7.1 壓縮比對(duì)雙燃料機(jī)替代率的影響
3.7.2 壓縮比對(duì)雙燃料機(jī)熱效率的影響
3.7.3 壓縮比對(duì)雙燃料機(jī)缸壓的影響
3.7.4 壓縮比對(duì)雙燃料機(jī)放熱率的影響
3.8 噴油器孔數(shù)和油束夾角對(duì)雙燃料機(jī)缸壓的影響
3.8.1 噴嘴孔數(shù)和油束夾角對(duì)雙燃料機(jī)缸壓的影響
3.8.2 噴嘴孔數(shù)和油束夾角對(duì)雙燃料機(jī)放熱率的影響
4 總結(jié)與展望
4.1 總結(jié)
4.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室對(duì)性能的影響及優(yōu)化[J]. 韓旭東,黃佐華,陳勤學(xué),楊強(qiáng),熊杰,楊星. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2017(03)
[2]天然氣雙燃料技術(shù)在船機(jī)上的研究進(jìn)展分析[J]. 王解托,董晶瑾,劉海峰,葉映. 小型內(nèi)燃機(jī)與車輛技術(shù). 2017(02)
[3]PODEn-天然氣雙燃料的燃燒和排放特性研究[J]. 宋和平,劉長(zhǎng)鵬,張望,王志,何鑫,王建昕. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]EGR對(duì)柴油-天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)稀燃的影響[J]. 朱贊,潘玉萍,楊升,宛仕棖,黃豪中. 車用發(fā)動(dòng)機(jī). 2017(01)
[5]不同噴油提前角下雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒特性和穩(wěn)定特性[J]. 孫璐,劉亦夫,曾科. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(07)
[6]我國(guó)氣體燃料大型船用主機(jī)發(fā)展策略探討[J]. 馮立巖. 柴油機(jī). 2011(05)
[7]壓縮比對(duì)直噴天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒與排放特性的影響[J]. 鄭建軍,王金華,王彬,黃佐華,寧德忠,張英佳. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2010(01)
[8]天然氣加氫改性對(duì)柴油引燃?xì)怏w發(fā)動(dòng)機(jī)排放特性和經(jīng)濟(jì)性影響的研究[J]. 劉世文,汪洋,鄭尊清,堯命發(fā),謝輝. 燃燒科學(xué)與技術(shù). 2003(06)
[9]柴油引燃天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)著火特性及其影響因素的研究[J]. 林志強(qiáng),蘇萬(wàn)華,王國(guó)祥. 燃燒科學(xué)與技術(shù). 2003(03)
[10]降低雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)HC和CO排放的研究[J]. 劉雄,張惠明,呂筱萍,傅茂林. 內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2003(01)
博士論文
[1]基于化學(xué)動(dòng)力學(xué)的船用雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)稀燃特性研究[D]. 趙文圣.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[2]天然氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的數(shù)值研究及優(yōu)化[D]. 吳振闊.湖南大學(xué) 2018
碩士論文
[1]低速二沖程雙燃料機(jī)燃燒系統(tǒng)優(yōu)化[D]. 侯秀芹.大連理工大學(xué) 2019
本文編號(hào):3516264
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