液化石油气发动机燃烧特性的试验研究

论文摘要

世界石油资源短缺和生态环境保护是21世纪人类面临的主要问题,必将对汽车传统的石油燃料发起挑战,合理的利用资源及开发“清洁燃料”将是人类面临的首要问题之一。本文介绍了国内外内燃机燃料的发展概况,分析了气体燃料用于火花点火发动机的优点以及存的主要问题。利用燃烧基本理论,通过大量试验,探索了火花点火发动机燃用液化石油气的燃烧规律和特性,计算和分析了发动机燃用液化石油气时的示功图、放热率等主要燃烧特性参数的变化。并以汽油为参考,着重分析了负荷、转速、点火提前角等因素对燃料燃烧规律及特性的影响。通过研究得到以下结论:液化石油气燃烧时火焰传播速度比汽油慢,燃烧持续期比汽油长;随着转速和负荷的增大,液化石油气燃烧状况得到改善,但仍出现后燃期长,热量利用不充分等问题;点火提前角的调整有利于液化石油气的燃烧,但使NOx排放升高。以研究结果为基础,提出了一些改善液化石油气发动机性能的措施:适当增大点火提前角,增大液化石油气的供气量以及高速时额外补充液化石油气,条件允许时提高压缩比以及正确调整和组织燃烧;中小负荷区增大点火提前角,可以使燃烧改善达到接近于汽油的水平;大负荷区增大点火提角,尽量使急燃期内的释放热量增大,缩短后燃期,或将具有较高压力的燃气直接引入混合器,使进气加浓;优化设计进、排气系统以提高发动机进气充量系数;选择、设计合理的燃烧方式、燃烧室形状以及进气方式。这些措施为设计液化石油气发动机提供了有益的参考,有望从根本上改善液化石油气的燃烧性能。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 燃料与内燃机的关系
• 1.2 国内外液化石油气发动机开发及前景展望
• 1.3 液化石油气的物化特性
• 1.4 研究的内容、目的及意义
• 2 火花点火发动机燃烧的基本理论
• 2.1 气缸内的湍流特性
• 2.2 火焰传播与火焰结构
• 2.3 燃烧的循环变动
• 2.4 本章小结
• 3 试验装置及试验方法
• 3.1 试验方案设计
• 3.2 主要试验装置及试验方法
• 3.3 试验参数测量
• 3.4 本章小结
• 4 数据处理及计算方法
• 4.1 内燃机工作过程数值计算—任意拉格朗日—欧拉法（ALE）
• 4.2 优劣性分析
• 4.3 本章小结
• 5 试验结果及分析
• 5.1 不同转速下液化石油气燃烧特性分析
• 5.1.1 转速对示功图及压力升高率的影响
• 5.1.2 转速对放热的影响
• 5.1.3 转速变化对缸内温度的影响
• 5.2 不同负荷下液化石油气燃烧特性分析
• 5.2.1 负荷对示功图及压升率的影响
• 5.2.2 负荷对放热的影响
• 5.2.3 负荷对缸内温度的影响
• 5.3 不同点火提前角下液化石油气燃烧特性分析
• 5.3.1 最佳点火提前角的确定
• 5.3.2 点火提前角对液化石油气燃烧特性的影响
• 5.3.3 点火提前角对液化石油气排放特性的影响
• 5.4 液化石油气燃烧的循环变动
• 5.5 本章小结
• 6 结论
• 6.1 试验结论
• 6.2 后续工作展望
• 致谢
• 参考文献