本文關(guān)鍵詞： 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī) 熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程 燃燒放熱規(guī)律 運(yùn)行參數(shù) 設(shè)計(jì)參數(shù)　出處：《湖南大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：能源危機(jī)與環(huán)境污染是當(dāng)前全球面臨的兩大挑戰(zhàn),發(fā)展清潔代用燃料是解決這兩大難題的有效途徑之一。天然氣因其資源豐富、運(yùn)輸方便和排放污染低等優(yōu)勢(shì)成為汽油和柴油的理想替代物。我國(guó)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研究起步比較晚,對(duì)其缸內(nèi)燃燒過(guò)程的研究還不夠系統(tǒng)和完善,而發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒過(guò)程的優(yōu)劣以及熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程的完善程度直接決定著發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能。因此,研究天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的缸內(nèi)燃燒和熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程的規(guī)律對(duì)于改善天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能具有重要意義。本文在一臺(tái)車用重型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)上開(kāi)展多工況下的試驗(yàn)研究,通過(guò)對(duì)實(shí)測(cè)性能參數(shù)和燃燒過(guò)程參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析,研究得出各種運(yùn)行參數(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒放熱規(guī)律和熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程的影響,在此基礎(chǔ)上,總結(jié)了該類型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程的共性規(guī)律。論文的研究結(jié)果表明:(1)全MAP下,燃燒品質(zhì)指數(shù)位于1.5~3.0之間。稀薄燃燒天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率幾乎都大于98%。50%燃燒點(diǎn)位置主要受點(diǎn)火提前角的影響,且隨點(diǎn)火提前角的增大而提前。燃燒持續(xù)期隨負(fù)荷增大呈縮短的趨勢(shì),小負(fù)荷時(shí)趨勢(shì)更明顯;燃燒持續(xù)期受過(guò)量空氣系數(shù)的影響比較明顯。50%燃燒點(diǎn)位置滯后于燃燒始點(diǎn)12~14oCA;最高爆發(fā)壓力點(diǎn)位置滯后于50%燃燒點(diǎn)位置4~5oCA。(2)高壓循環(huán)指示熱效率受轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的影響比較明顯,且轉(zhuǎn)速的影響大于負(fù)荷。最佳熱功轉(zhuǎn)換效率對(duì)應(yīng)的燃燒特征參數(shù)值:燃燒始點(diǎn)位于上止點(diǎn)前2~8oCA,50%燃燒點(diǎn)位置位于上止點(diǎn)后6~10oCA,最高爆發(fā)壓力點(diǎn)位置位于上止點(diǎn)后10~15oCA,有效膨脹比為10左右。10-90%燃燒持續(xù)期對(duì)熱功轉(zhuǎn)換效率具有雙重影響,存在一個(gè)最佳值,使得熱功轉(zhuǎn)換效率最大。(3)50%燃燒點(diǎn)位置越靠近上止點(diǎn),高壓循環(huán)指示比氣耗越低;有效膨脹比越大,高壓循環(huán)指示熱效率越大,但高壓循環(huán)指示熱效率還受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的影響。以上總結(jié)的規(guī)律既可以為天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)概念設(shè)計(jì)過(guò)程中數(shù)模階段邊界條件的取值以及關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇和運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持,另一方面也可以為改善天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程提供理論支撐。
[Abstract]:Energy crisis and environmental pollution are two major challenges facing the world at present. Developing clean alternative fuels is one of the effective ways to solve these two problems. Natural gas is rich in resources. The advantages of convenient transportation and low emission pollution have become the ideal substitutes for gasoline and diesel. The research of natural gas engine in China started relatively late, and the research on combustion process in cylinder is not systematic and perfect. The combustion process in the cylinder and the perfection of the thermal power conversion process directly determine the comprehensive performance of the engine. It is important to study the in-cylinder combustion and thermo-power conversion process of natural gas engine for improving the performance of natural gas engine. In this paper, an experimental study is carried out on a heavy-duty vehicle natural gas engine under various working conditions. . Through the comparison and analysis of the measured performance parameters and combustion process parameters, the effects of various operating parameters and design parameters on the combustion heat release and thermal power conversion process in the cylinder of natural gas engine are obtained. The general law of thermal power conversion process of this type of natural gas engine is summarized. The combustion quality index is between 1.5 and 3.0. The combustion efficiency of lean combustion natural gas engine is almost greater than 98.50% of the combustion point position is mainly affected by ignition advance angle. With the increase of ignition advance angle, the combustion duration is shortened with the increase of load, and the trend is more obvious at small load. The combustion duration is obviously affected by excess air coefficient. 50% of the combustion point position lags behind the combustion start point 12 ~ 14oCA; The maximum burst pressure point lags behind the combustion point position of 50%.) the indicated thermal efficiency of the high pressure cycle is obviously affected by the speed and load. And the effect of speed is greater than the load. The combustion characteristic parameter value corresponding to the optimum thermal power conversion efficiency: the combustion start point is located at 2o 8oCA 50% of the combustion point located at 610oCA after the top check point. The position of the highest burst pressure point is 1015oCA after the up-and-down point, and the effective expansion ratio is about 10. 10-90% combustion duration has double influence on the thermal power conversion efficiency, and there is an optimum value. The higher the position of 50% combustion point is, the lower the specific gas consumption of high pressure cycle is. The higher the effective expansion ratio, the greater the thermal efficiency indicated by the high pressure cycle. However, the indicated thermal efficiency of the high pressure cycle is also affected by the engine speed. The laws summarized above can be used for the selection of boundary conditions and the selection and operation of key design parameters in the numerical and analog stages of the conceptual design process of natural gas engines. Parameter optimization provides data support. On the other hand, it can provide theoretical support for improving thermal power conversion process of natural gas engine.
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U464.174

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本文編號(hào)：1469667