本文關(guān)鍵詞：柴油引燃液化天然氣雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的摻燒特性研究

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【摘要】：面對(duì)能源危機(jī)與環(huán)境污染的雙重壓力,發(fā)展清潔高效的車用替代燃料,研究新的燃燒方式已成為汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。作為最具前景的替代燃料之一,天然氣因其儲(chǔ)量豐富、污染物排放低以及經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)得到了越來越多的關(guān)注。天然氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)被認(rèn)為是在柴油機(jī)上使用天然氣最可行的方案之一,其具有改裝方便、燃燒模式切換靈活的特點(diǎn),可在保持柴油機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢(shì)的同時(shí),有效降低柴油機(jī)的主要排放污染物碳煙。摻燒比是天然氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù),其表征燃燒過程中天然氣的能量在總?cè)剂系哪芰恐兴嫉谋壤?對(duì)雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的性能具有顯著影響。本文通過發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)研究了摻燒比對(duì)LNG/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性、排放特性和燃燒特性的影響,前提是保證發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出與純柴油模式的相同,且工作穩(wěn)定可靠。試驗(yàn)用LNG/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)是由一臺(tái)型號(hào)為YC6G270-30的電控共軌柴油機(jī)改裝而成。在轉(zhuǎn)速為1400r/min和1800r/min,負(fù)荷率分別為15%、20%、30%、60%和100%的工況下,研究了摻燒比對(duì)LNG/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放特性的影響。在最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速1400r/min,負(fù)荷率分別為30%和60%的工況下,研究了摻燒比對(duì)LNG/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,LNG/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的最大摻燒比可以達(dá)到80%以上,且隨著負(fù)荷的增大,最大摻燒比隨之增大。雙燃料模式的有效燃料消耗率在小負(fù)荷時(shí)隨摻燒比的增大而增大,在大負(fù)荷時(shí)則隨之減小。與純柴油模式相比,雙燃料模式的CO和HC排放升高,CO_2排放略有減少,而碳煙排放顯著降低。隨著摻燒比的增大,CO排放先增大后減小,HC排放升高,而CO_2和碳煙排放均呈下降趨勢(shì)。中小負(fù)荷時(shí),隨著摻燒比的增大,NOx排放先升高后下降,在最大摻燒比處,NOx排放較同工況純柴油模式顯著降低;在大負(fù)荷時(shí),NOx排放隨著摻燒比的增大而升高。與純柴油模式相比,雙燃料模式的缸內(nèi)壓力、壓力升高率、瞬時(shí)放熱率和缸內(nèi)溫度均升高,且都隨著摻燒比的增大先升高后降低。雙燃料模式的循環(huán)變動(dòng)較純柴油模式的大,隨著摻燒比的增大,最大壓力升高率循環(huán)變動(dòng)系數(shù)先減小后增大,在某一中間摻燒比處達(dá)到最小。
【關(guān)鍵詞】：LNG/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī) 摻燒特性 排放特性 燃燒特性 循環(huán)變動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U464.173
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 天然氣汽車11-14
• 1.2.1 天然氣汽車的發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)13-14
• 1.3 天然氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)14-17
• 1.3.1 天然氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理及特點(diǎn)14-15
• 1.3.2 天然氣/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本文研究目的與主要內(nèi)容17-18
• 第二章 試驗(yàn)臺(tái)架系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集18-28
• 2.1 試驗(yàn)用發(fā)動(dòng)機(jī)19-20
• 2.2 試驗(yàn)燃料20
• 2.3 LNG供給系統(tǒng)20-23
• 2.3.1 LNG氣瓶21-22
• 2.3.2 汽化器22
• 2.3.3 氣軌總成22-23
• 2.3.4 混合器23
• 2.4 雙燃料控制系統(tǒng)23-24
• 2.5 缸壓采集系統(tǒng)24-26
• 2.6 其他數(shù)據(jù)采集與儀器26-27
• 2.7 本章小結(jié)27-28
• 第三章 試驗(yàn)方法與數(shù)據(jù)處理28-38
• 3.1 試驗(yàn)方法28-30
• 3.1.1 上止點(diǎn)標(biāo)定28-29
• 3.1.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備29
• 3.1.3 試驗(yàn)操作29-30
• 3.2 數(shù)據(jù)處理30-37
• 3.2.1 摻燒比30
• 3.2.2 雙燃料總過量空氣系數(shù)30-31
• 3.2.3 天然氣-空氣混合氣過量空氣系數(shù)31
• 3.2.4 小時(shí)燃料消耗量31-32
• 3.2.5 有效燃料消耗率32
• 3.2.6 壓力升高率32
• 3.2.7 瞬時(shí)放熱率32-36
• 3.2.8 缸內(nèi)溫度36
• 3.2.9 循環(huán)變動(dòng)系數(shù)36-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第四章 摻燒比對(duì)LNG/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響38-54
• 4.1 最大摻燒比38-39
• 4.2 噴油正時(shí)39-40
• 4.3 過量空氣系數(shù)40-42
• 4.3.1 雙燃料總過量空氣系數(shù)40-41
• 4.3.2 天然氣-空氣混合氣過量空氣系數(shù)41-42
• 4.4 排氣溫度42-43
• 4.5 經(jīng)濟(jì)性43-45
• 4.5.1 小時(shí)燃料消耗量43-44
• 4.5.2 有效燃料消耗率44-45
• 4.6 排放特性45-51
• 4.6.1 CO_2排放45-46
• 4.6.2 CO排放46-47
• 4.6.3 HC排放47-48
• 4.6.4 NOx排放48-50
• 4.6.5 碳煙排放50-51
• 4.7 本章小結(jié)51-54
• 第五章 摻燒比對(duì)LNG/柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的影響54-68
• 5.1 缸內(nèi)壓力與壓力升高率55-57
• 5.2 瞬時(shí)放熱率57-58
• 5.3 缸內(nèi)溫度58-59
• 5.4 循環(huán)變動(dòng)59-65
• 5.4.1 最大爆發(fā)壓力的循環(huán)變動(dòng)60-62
• 5.4.2 最大壓力升高率的循環(huán)變動(dòng)62-65
• 5.5 本章小結(jié)65-68
• 總結(jié)與展望68-72
• 全文總結(jié)68-69
• 工作展望69-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果76-78
• 致謝78

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本文編號(hào)：815586