本文關(guān)鍵詞：高稀釋—預(yù)混合天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程分析與優(yōu)化

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【摘要】：I在內(nèi)燃機(jī)中燃用替代燃料是解決目前所面臨的環(huán)境及能源問題的有效途徑之一。天然氣具有燃燒清潔、辛烷值高、儲(chǔ)量大及價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn),是一種非常有前途的發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料。目前天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用形式主要有2種:火花點(diǎn)燃式SI(Spark ignition)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油引燃式PI(Pilot ignition)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。為了使用三元催化轉(zhuǎn)化裝置TWC(Three way catalysts)同時(shí)降低THC、CO及NOx排放,SI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)需要燃用當(dāng)量混合氣。然而,當(dāng)量燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)不僅熱負(fù)荷較高,而且泵氣損失及傳熱損失較大,導(dǎo)致熱效率較低。為了改善這一狀況,從20世紀(jì)90年代開始,國(guó)內(nèi)外學(xué)者開始關(guān)注在天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)中燃用稀混合氣,其原因是稀混合氣具備較高的熱容,可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷,而且使用稀混合氣還可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的泵氣損失及傳熱損失,從而可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率。稀混合氣可以通過進(jìn)氣中添加過量空氣即空氣稀釋,也可使用廢氣再循環(huán)EGR(Exhaust gas recirculation)即EGR稀釋,或者兩者結(jié)合使用。為了使NOx排放保持在較低水平,天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)需要燃用高稀釋混合氣,但往往伴隨著燃燒惡化、燃燒循環(huán)變動(dòng)大甚至失火等現(xiàn)象,反而失去了高稀釋發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率高的優(yōu)勢(shì)。這表明高稀釋SI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃料消耗率與NOx排放之間往往存在“此消彼長(zhǎng)”的矛盾關(guān)系,該矛盾關(guān)系限制了高稀釋SI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在工程中的推廣應(yīng)用。因此,如何利用進(jìn)氣稀釋同時(shí)改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性與NOx排放成為了SI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研究重點(diǎn)之一。PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)也面臨著同樣的矛盾關(guān)系,這是由于這種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)是由迪塞爾循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)演變而來,從其誕生之日起便由于混合氣稀釋度過高而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行低負(fù)荷時(shí)燃燒惡化且熱效率低,并伴隨著較高的THC排放。針對(duì)上述理論及工程問題,本研究在973課題、國(guó)家自然科學(xué)基金、省科技發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目及校研究生創(chuàng)新規(guī)劃項(xiàng)目的資助下,采用理論分析與試驗(yàn)研究相結(jié)合的方式,分別以一臺(tái)高稀釋-預(yù)混合火花點(diǎn)燃式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)及一臺(tái)高稀釋-預(yù)混合柴油引燃式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象,開展了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)EGR稀釋、空氣稀釋等進(jìn)氣稀釋的各種效應(yīng)研究,分別對(duì)高稀釋-預(yù)混合SI及PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程進(jìn)行了試驗(yàn)分析,并提出了同時(shí)改善發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率及各種排放物的燃燒優(yōu)化策略,主要研究工作及結(jié)論如下:1.為了量化分析EGR稀釋的稀釋效應(yīng)及熱效應(yīng)對(duì)抑制NOx生成的貢獻(xiàn)率,研究了Ar、N2及CO2對(duì)缸內(nèi)氧濃度、混合氣熱容及NOx排放的影響規(guī)律。試驗(yàn)過程中,以SI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象,在1450 r/min、50%負(fù)荷下,保持過量空氣系數(shù)為1.40,在進(jìn)氣中分別添加Ar、N2及CO2。結(jié)果表明:(a)當(dāng)以Ar、N2及CO2作為稀釋氣體時(shí),隨著稀釋系數(shù)增加,NOx排放均有明顯下降。當(dāng)稀釋系數(shù)為130%左右時(shí),分別使用Ar、N2和CO2作為稀釋氣體時(shí),NOx排放分別下降了30%、58%和64%。(b)稀釋氣體控制NOx生成的機(jī)理由2種效應(yīng)構(gòu)成,即稀釋效應(yīng)與熱效應(yīng)。Ar、N2及CO2的稀釋效應(yīng)對(duì)抑制NOx生成的貢獻(xiàn)率分別大約為100%、57%及51%,與其對(duì)應(yīng)的熱效應(yīng)的貢獻(xiàn)率分別大約為0%、43%及49%。稀釋氣體的比熱容越大,則在抑制NOx生成過程中熱效應(yīng)所占的比例越大(例如CO2),但即使當(dāng)混合氣熱容不變時(shí)也能明顯降低NOx排放(例如Ar)。2.為了量化分析空氣稀釋的各種效應(yīng)對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程及NOx排放的影響規(guī)律,基于阿雷尼烏斯定律與擴(kuò)展的澤爾多維奇機(jī)理定義了空氣稀釋的7種效應(yīng)及其量化指標(biāo),并以此為基礎(chǔ),開展了過量空氣中N2、O2及Ar影響規(guī)律的理論分析及試驗(yàn)研究。試驗(yàn)過程中,以SI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象,在1450 r/min下,保持燃料量不變,分別在進(jìn)氣中添加過量空氣和只添加N2。結(jié)果表明:(a)空氣稀釋具備7種效應(yīng):稀釋效應(yīng)、熱效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)、燃料補(bǔ)償效應(yīng)、氧化和還原效應(yīng)、氧化劑和還原劑補(bǔ)償效應(yīng)以及惰性效應(yīng)。(b)NOx排放隨著過量空氣系數(shù)發(fā)生變化的本質(zhì)原因是過量空氣中O2的氧化效應(yīng)與燃料補(bǔ)償效應(yīng)隨缸內(nèi)溫度的變化而變化,而缸內(nèi)溫度主要是由過量空氣的熱效應(yīng)控制的。過量空氣中N2、O2及Ar對(duì)熱效應(yīng)的貢獻(xiàn)率分別大約為82.6-86.1%、13.3-16.7%及0.6-0.7%。空氣中O2的化學(xué)效應(yīng)和空氣中N2及Ar的稀釋效應(yīng)相互抵消。過量空氣中N2及Ar對(duì)稀釋效應(yīng)的貢獻(xiàn)率分別為98.31%和1.69%。(c)隨著過量空氣系數(shù)增加,過量空氣中O2引起的NOx增加量先升高后降低。從空氣成分的角度考慮,隨著過量空氣增加,NOx排放下降的主要原因是空氣中存在含量較高的N2(空氣中N2的含量大約是O2的3.3倍)。3.為了建立稀釋氣體類型與發(fā)動(dòng)機(jī)性能之間的映射關(guān)系,開展了EGR及空氣中單原子、雙原子及三原子稀釋氣體即Ar、N2及CO2對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程、熱效率及NOx排放影響規(guī)律的研究。試驗(yàn)過程中,分別以SI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)和PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象,進(jìn)氣中分別添加Ar、N2及CO2。結(jié)果表明:(a)相同稀釋氣體對(duì)2種類型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程、熱效率及NOx排放的影響規(guī)律類似。相同稀釋系數(shù)下,CO2對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程的影響及抑制NOx生成的能力最大,N2次之,Ar最小;但Ar保持較高熱效率的能力最大,N2次之,CO2最小。(b)當(dāng)NOx排放降低到相同水平時(shí),Ar保持較高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的能力最大,N2次之,CO2最小,即在3種氣體中,Ar最適合改善be-NOx排放“此消彼長(zhǎng)”的矛盾關(guān)系。4.為了揭示引起高稀釋-預(yù)混合-PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷熱效率低、THC排放高的主要原因,從宏觀與微觀的角度對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行了熱平衡分析與CFD分析(采用Star-cd軟件)。選擇1335 r/min、天然氣替代率為90%的工況作為研究基準(zhǔn)點(diǎn),且該工況下燃料總能量與原柴油機(jī)25%負(fù)荷所對(duì)應(yīng)的能量相當(dāng),無EGR,無進(jìn)氣節(jié)流。結(jié)果表明:(a)由熱平衡分析可知,基準(zhǔn)點(diǎn)處轉(zhuǎn)化為有效功的能量占燃料總能量的比例僅為18.41%。在各項(xiàng)損失中,由高到低的排序如下:不完全燃燒損失,機(jī)械損失,排氣損失及冷卻損失。因此,改善高稀釋-預(yù)混合-PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷燃燒過程首要解決的問題應(yīng)是減小不完全燃燒損失。(b)由CFD分析可知,燃燒中斷是引起PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)不完全燃燒的主要因素。引起嚴(yán)重燃燒中斷的主要原因有:從著火層面,主要是由于柴油著火點(diǎn)分布范圍有限(分層燃燒),只引燃了柴油著火區(qū)域及其周圍的天然氣,而其他區(qū)域無法引燃;從火焰?zhèn)鞑用?主要是由于缸內(nèi)天然氣-空氣混合氣過稀,天然氣被引燃后火焰無法進(jìn)一步傳播,導(dǎo)致除柴油引燃以外的區(qū)域無法發(fā)生燃燒化學(xué)反應(yīng);從缸內(nèi)熱氛圍層面,由于混合氣溫度過低,導(dǎo)致燃燒化學(xué)反應(yīng)速率較低;從缸內(nèi)流動(dòng)層面,主要是由于燃燒室及氣缸軸線附近湍動(dòng)能較低,無法引導(dǎo)天然氣進(jìn)行湍流火焰?zhèn)鞑ァ８變?nèi)未燃燒區(qū)域主要集中在燃燒室底部及氣缸軸線中心處,采用燃燒中斷系數(shù)可以有效表征高稀釋-預(yù)混合-PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒中斷現(xiàn)象的空間分布特征。5.為了建立重要燃燒邊界條件與高稀釋-預(yù)混合-PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷性能之間的映射關(guān)系,分別在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷(A25)與高轉(zhuǎn)速低負(fù)荷(C25)工況下,采用單一變量研究方法,開展了燃燒邊界條件對(duì)高稀釋-預(yù)混合-PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程、熱效率及排放影響規(guī)律的研究。結(jié)果表明:(a)總體過量空氣系數(shù)、著火區(qū)過量空氣系數(shù)及預(yù)混過量空氣系數(shù)可以分別評(píng)價(jià)空氣對(duì)缸內(nèi)總體區(qū)域、著火區(qū)域及火焰?zhèn)鞑^(qū)域天然氣-空氣混合氣的稀釋程度。在本研究中,除了過量空氣系數(shù)及EGR率之外,改變其他燃燒邊界條件時(shí)預(yù)混過量空氣系數(shù)都在2.0左右。(b)增加替代率、提前噴油、提高噴油壓力、進(jìn)氣節(jié)流、增加EGR率、提高進(jìn)氣溫度等都可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率,并降低THC排放,但增加替代率、小幅度提前噴油、提高噴油壓力、進(jìn)氣節(jié)流、提高進(jìn)氣溫度等會(huì)使得NOx排放增加。另外,增加替代率與減少使用石油燃料的初衷相違背;由于噴油量較少,使用較高噴油壓力時(shí)噴油系統(tǒng)往往會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定噴射現(xiàn)象;進(jìn)氣節(jié)流會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的泵氣損失,也會(huì)導(dǎo)致熱負(fù)荷大幅度增加;增加EGR率雖然可提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率,并降低THC及NOx排放,但對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性及排放性的改善幅度較小;提高進(jìn)氣溫度時(shí)響應(yīng)性較差。(c)與空氣稀釋、無進(jìn)氣節(jié)流+EGR稀釋及當(dāng)量燃燒+EGR稀釋方式相比,EGR結(jié)合進(jìn)氣節(jié)流利用了EGR稀釋及空氣稀釋的雙重優(yōu)勢(shì)。因此,當(dāng)使用EGR與空氣雙重稀釋時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)獲得較高的熱效率和較低的NOx排放,從而改善了be-NOx排放之間的矛盾關(guān)系。(d)按燃燒邊界條件對(duì)熱效率調(diào)節(jié)范圍由大到小的順序排列如下:替代率、噴油時(shí)刻、過量空氣系數(shù)、低壓EGR率、高壓EGR率、噴油壓力及進(jìn)氣溫度。特別地,當(dāng)噴油時(shí)刻從0°BTDC提前噴油(40°BTDC)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)有效熱效率顯著提高,且THC、CO及NOx排放同時(shí)下降。保持天然氣替代率為90%,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)有效熱效率相同時(shí),邊界條件按NOx排放由低到高順序排列如下:噴油時(shí)刻、高壓EGR率、低壓EGR率、進(jìn)氣溫度、過量空氣系數(shù)及噴油壓力。另外,采用低壓EGR回路時(shí)需要對(duì)原機(jī)EGR回路進(jìn)行改動(dòng);改變過量空氣系數(shù)時(shí)需要在原機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)中添加節(jié)流裝置;改變其他邊界條件時(shí)不需要對(duì)原機(jī)結(jié)構(gòu)做任何改動(dòng)。從邊界條件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率的調(diào)節(jié)范圍、對(duì)NOx排放的影響及對(duì)原機(jī)結(jié)構(gòu)的改動(dòng)等方面考慮,噴油時(shí)刻、過量空氣系數(shù)及高壓EGR率是首先應(yīng)優(yōu)化的邊界條件。(e)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),適當(dāng)提前噴油、減小過量空氣系數(shù)及增加高壓EGR率都可減小不完全燃燒損失,但改善程度有所不同。減小過量空氣系數(shù)對(duì)降低不完全燃燒損失最有效,其次是提前噴油,最后是增加高壓EGR率。(f)保持每循環(huán)燃料量及替代率不變,隨著轉(zhuǎn)速增加,發(fā)動(dòng)機(jī)有效熱效率降低,THC及CO排放升高,NOx排放降低。改變天然氣量或改變柴油量都可以對(duì)負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié),且熱效率隨著發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷增加而上升,THC及CO排放下降,但NOx排放上升。6.為了構(gòu)建一種適合于分析高稀釋-預(yù)混合-PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷燃燒過程的方法,并以此為依據(jù)從眾多燃燒邊界條件中篩選出關(guān)鍵燃燒邊界條件,對(duì)A25工況不同燃燒邊界條件下發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒放熱過程進(jìn)行了總結(jié)和分析。結(jié)果表明:(a)不同燃燒邊界條件下,高稀釋-預(yù)混合-PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)共具備3種典型放熱模式,依據(jù)放熱率曲線形狀,本文將其分別定義為h型、m型及n型放熱模式,即h型具有兩個(gè)放熱率峰值,且第一峰值較高;m型具有兩個(gè)放熱率峰值,且兩個(gè)峰值大小相當(dāng);n型只有一個(gè)放熱率峰值。柴油與天然氣的反應(yīng)活性存在差異,導(dǎo)致PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程具有時(shí)序特征及失衡特征。為了量化這2種獨(dú)特的燃燒特征,本文依據(jù)柴油主導(dǎo)的多點(diǎn)壓縮著火燃燒及天然氣主導(dǎo)的多點(diǎn)預(yù)混合燃燒的燃燒相位及放熱速率,提出了燃燒時(shí)序系數(shù)TSC(Time-sequenced coefficient)及燃燒平衡系數(shù)HBC(HRR-balanced coefficient)等評(píng)價(jià)指標(biāo)。(b)通過TSC及HBC可以有效區(qū)分高稀釋-預(yù)混合-PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的3種典型放熱模式,且提高TSC及HBC可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)有效熱效率并降低THC排放。在各種邊界條件中,改變噴油時(shí)刻及過量空氣系數(shù)對(duì)TSC及HBC的調(diào)節(jié)范圍最大,低壓EGR率及替代率次之,噴油壓力最差。(c)n型放熱模式具有兩階段燃燒模式的特征。大幅度提前噴油和大幅度進(jìn)氣節(jié)流都可以實(shí)現(xiàn)兩階段燃燒模式,但這2種方式卻有著本質(zhì)區(qū)別:前者屬于低溫燃燒,后者屬于高溫燃燒。因此,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率相同時(shí),前者在NOx排放方面具備明顯優(yōu)勢(shì),而后者在THC排放方面具備明顯優(yōu)勢(shì)。7.為了優(yōu)化高稀釋-預(yù)混合-PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷的燃燒過程,基于燃燒中斷機(jī)制、關(guān)鍵燃燒邊界條件與發(fā)動(dòng)機(jī)性能之間的映射關(guān)系,并結(jié)合兩階段低溫燃燒模式(n型放熱模式),從著火、重復(fù)燃燒及火焰?zhèn)鞑サ?個(gè)層面提出了3種燃燒優(yōu)化控制策略,并在A25、B25及C25工況下開展了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)過程中天然氣替代率始終保持在90%左右。結(jié)果表明:(a)策略1為大幅度提前噴油(35°BTDC),目的是通過大幅度延長(zhǎng)柴油著火延遲期,實(shí)現(xiàn)兩階段低溫燃燒模式(n型放熱模式),從而為天然氣提供更廣泛的著火區(qū)域;策略2是在策略1的基礎(chǔ)上大幅度增加EGR率,使未完全燃燒的燃料重新參與燃燒;策略3是在策略2的基礎(chǔ)上采用進(jìn)氣節(jié)流,以降低空氣稀釋度,從而為天然氣-空氣混合氣進(jìn)行快速火焰?zhèn)鞑?chuàng)造條件,同時(shí)使更多廢氣回流至缸內(nèi)。(b)3種策略下發(fā)動(dòng)機(jī)有效熱效率及排放水平有所不同。策略3下發(fā)動(dòng)機(jī)有效熱效率最高,但NOx排放也最高,而且需要額外添加節(jié)流裝置。相比之下,策略1及策略2在不需要對(duì)原機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行任何改動(dòng)的情況下能明顯改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃料經(jīng)濟(jì)性與排放性,較好地避免了傳統(tǒng)燃燒優(yōu)化策略所引起的be-NOx出現(xiàn)“此消彼長(zhǎng)”的弊端,且策略2更優(yōu)。和優(yōu)化前相比,A25工況使用策略1時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)有效熱效率提高了8.7%,THC、CO、NOx及煙度排放分別下降了75.4%、59.6%、62.8%及45.4%;使用策略2時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)有效熱效率上升了10.7%,THC、CO、NOx及煙度分別下降了84.4%、74.0%、41.9%及50.9%。
【關(guān)鍵詞】：天然氣發(fā)動(dòng)機(jī) 高稀釋 預(yù)混合 火花點(diǎn)燃 柴油引燃 燃燒過程 排放控制
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK431
【目錄】：

• 摘要5-10
• ABSTRACT10-22
• 第1章 緒論22-54
• 1.1 引言22-26
• 1.1.1 能源與環(huán)境問題22-24
• 1.1.2 汽車油耗及排放法規(guī)24-26
• 1.2 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)及問題26-29
• 1.2.1 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)26-28
• 1.2.2 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的問題28-29
• 1.3 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的種類29-39
• 1.3.1 火花點(diǎn)燃式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)30-32
• 1.3.2 激光點(diǎn)燃式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)32-33
• 1.3.3 柴油引燃式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)33-36
• 1.3.4 壓縮著火天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)36-39
• 1.4 高稀釋-預(yù)混合天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒優(yōu)化研究進(jìn)展39-52
• 1.4.1 “高稀釋-預(yù)混合”概念39-41
• 1.4.2 高稀釋-預(yù)混合-SI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒優(yōu)化研究進(jìn)展41-46
• 1.4.3 高稀釋-預(yù)混合-PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒優(yōu)化研究進(jìn)展46-52
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容及意義52-54
• 第2章 研究平臺(tái)的建立及基本參數(shù)的定義54-70
• 2.1 試驗(yàn)測(cè)控系統(tǒng)建立54-59
• 2.1.1 研究對(duì)象54-55
• 2.1.2 儀器設(shè)備55-56
• 2.1.3 發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架布置56-59
• 2.1.4 試驗(yàn)流程59
• 2.2 數(shù)值模擬平臺(tái)建立59-64
• 2.2.1 軟件的選擇及工作站59-60
• 2.2.2 網(wǎng)格劃分60
• 2.2.3 物理化學(xué)模型及算法選擇60-63
• 2.2.4 數(shù)值計(jì)算過程63
• 2.2.5 初始邊界條件的選擇及模型驗(yàn)證63-64
• 2.3 基本參數(shù)定義64-68
• 2.3.1 空氣對(duì)預(yù)混合氣稀釋程度表征參數(shù)64-66
• 2.3.2 EGR對(duì)預(yù)混合氣稀釋程度表征參數(shù)66-67
• 2.3.3 稀釋氣體對(duì)預(yù)混合稀釋程度表征參數(shù)67-68
• 2.3.4 其他基本參數(shù)的定義68
• 2.4 本章小結(jié)68-70
• 第3章 EGR稀釋及空氣稀釋的效應(yīng)分析70-90
• 3.1 研究方案70-71
• 3.2 EGR稀釋的效應(yīng)分析71-74
• 3.3 空氣稀釋的效應(yīng)分析74-88
• 3.3.1 空氣稀釋的7種效應(yīng)74-79
• 3.3.2 過量空氣的影響規(guī)律79-83
• 3.3.3 過量空氣中O_2的效應(yīng)分析83-88
• 3.4 本章小結(jié)88-90
• 第4章 Ar、N_2及CO_2稀釋氣體對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的影響90-100
• 4.1 研究方案90-91
• 4.2 Ar、N_2及CO_2對(duì)SI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的影響91-96
• 4.2.1 著火延遲期和燃燒重心91-92
• 4.2.2 缸壓和放熱率92-93
• 4.2.3 有效熱效率93-95
• 4.2.4 NOx排放95-96
• 4.3 Ar、N_2及CO_2對(duì)PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響96-99
• 4.4 本章小結(jié)99-100
• 第5章 高稀釋-預(yù)混合-PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷燃燒中斷探討100-114
• 5.1 研究方案100
• 5.2 熱平衡分析100-103
• 5.3 CFD模擬分析103-112
• 5.4 本章小結(jié)112-114
• 第6章 邊界條件對(duì)高稀釋-預(yù)混合-PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒的影響114-166
• 6.1 研究方案114-118
• 6.2 噴油參數(shù)的影響118-128
• 6.2.1 天然氣替代率118-121
• 6.2.2 噴油時(shí)刻121-126
• 6.2.3 噴油壓力126-128
• 6.3 進(jìn)氣稀釋方式的影響128-148
• 6.3.1 空氣稀釋128-134
• 6.3.2 無進(jìn)氣節(jié)流+EGR稀釋134-139
• 6.3.3 當(dāng)量燃燒+EGR稀釋139-141
• 6.3.4 EGR與空氣雙重稀釋141-147
• 6.3.5 不同稀釋方式影響對(duì)比147-148
• 6.4 進(jìn)氣溫度的影響148-150
• 6.5 轉(zhuǎn)速的影響150-153
• 6.6 負(fù)荷的影響153-159
• 6.6.1 改變柴油量調(diào)節(jié)負(fù)荷153-156
• 6.6.2 改變天然氣量調(diào)節(jié)負(fù)荷156-158
• 6.6.3 不同負(fù)荷調(diào)節(jié)方式對(duì)比158-159
• 6.7 邊界條件影響對(duì)比159-162
• 6.8 本章小結(jié)162-166
• 第7章 高稀釋-預(yù)混合-PI天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)放熱模式研究166-190
• 7.1 研究方案166-167
• 7.2 3種典型放熱模式167-169
• 7.3 時(shí)序系數(shù)及平衡系數(shù)169-170
• 7.4 時(shí)序系數(shù)及平衡系數(shù)對(duì)熱效率及HC排放的影響170-174
• 7.5 噴油時(shí)刻及過量空氣系數(shù)控制的兩階段燃燒模式174-180
• 7.5.1 兩階段燃燒模式特征175-176
• 7.5.2 實(shí)現(xiàn)兩階段燃燒模式的準(zhǔn)備條件176-178
• 7.5.3 THC、CO及NOx排放178-180
• 7.6 基于時(shí)序系數(shù)及平衡系數(shù)的燃燒優(yōu)化控制策略180-187
• 7.7 本章小結(jié)187-190
• 第8章 全文總結(jié)與展望190-200
• 8.1 全文工作總結(jié)190-196
• 8.2 創(chuàng)新點(diǎn)196-197
• 8.3 工作展望197-200
• 參考文獻(xiàn)200-212
• 作者簡(jiǎn)介212-215
• 致謝215

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本文編號(hào)：816425