点火时刻和喷气时刻对天然气发动机性能的影响

论文摘要

随着汽车保有量的增加,能源危机和环境问题已经成为限制汽车行业发展主要问题,合理利用资源及开发清洁燃料势在必行。稀燃天然气发动机因其良好的经济性和较低的排放,能满足国内中重型天然气发动机的需要。本研究针对CA6SE1-21N稀燃天然气进行了点火时刻、喷气时刻对发动机燃烧、排放影响的试验研究。实验研究了点火时刻、喷气时刻对稀燃天然气发动机燃烧和排放性能的影响规律。研究结果表明:通过点火时刻、喷气时刻来降低稀燃天然气发动机NOx是可行的。通过优化点火时刻、喷气时刻,可使稀燃天然气发动机既保持了良好的经济性,又使得NOx排放降低到国4排放限制以内。随着点火时刻前移,燃烧始点也前移;而燃烧持续期变化不大;燃烧重心也呈前移趋势;缸内最大燃烧压力呈上升趋势,同时有前移趋势;缸内最高燃烧压力值随其出现角度分布有上窄下宽趋势,波动也越来越大;NOx排放明显增加,一定范围内CO排放也增加;低转速时对CH4排放影响不大;中高转速及中高负荷对CH4排放呈下降趋势。随着喷气时刻后移,燃烧始点也前移;而燃烧持续期变化不大;燃烧重心也呈前移趋势。缸内最大燃烧压力呈上升趋势,同时对应曲轴转角有前移趋势;NOx排放整体看明显增加;CO和CH4排放的影响规律类似,都是先减小后增大趋势。对ESC测试循环13工况进行优化,NOx排放值为2.66（g/kW.h）,已经满足国4排放法规要求。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 能源危机
• 1.1.2 环境问题
• 1.2 天然气汽车发展状况
• 1.3 稀燃天然气发动机的研究现状
• 1.3.1 稀燃天然气发动机的循环变动
• 1.3.2 稀燃极限的拓展
• 1.4 本研究的主要内容
• 第2章 试验台架的建立
• 2.1 试验研究对象
• 2.2 试验仪器及设备
• 2.3 试验台架的布置
• 2.3.1 燃料供给与控制系统
• 2.3.2 电控点火系统
• 2.4 试验方案及步骤
• 2.4.1 试验方案
• 2.4.2 试验步骤
• 2.5 本章小结
• 第3章 点火时刻对发动机性能的影响
• 3.1 点火时刻对输出功率的影响
• 3.2 点火时刻对燃烧过程的影响
• 3.2.1 点火时刻对燃烧始点的影响
• 3.2.2 点火时刻对燃烧持续期的影响
• 3.2.3 点火时刻对放热率重心的影响
• 3.2.4 点火时刻对缸内燃烧压力变化历程的影响
• 3.2.5 点火时刻对缸内平均燃烧温度变化历程的影响
• 3.2.6 点火时刻对循环变动的影响
• 3.3 点火时刻对发动机排放的影响
• x 排放的影响'>3.3.1 点火时刻对NO_x排放的影响
• 4 排放的影响'>3.3.2 点火时刻对CH₄排放的影响
• 3.3.3 点火时刻对CO 排放的影响
• 2 排放的影响'>3.3.4 点火时刻对CO₂排放的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 喷气时刻对发动机性能的影响
• 4.1 喷气时刻对输出功率的影响
• 4.2 喷气时刻对燃烧过程的影响
• 4.2.1 喷气时刻对燃烧始点的影响
• 4.2.2 喷气时刻对燃烧持续期的影响
• 4.2.3 喷气时刻对放热率重心的影响
• 4.2.4 喷气时刻对缸内燃烧压力变化历程的影响
• 4.2.5 喷气时刻对缸内平均燃烧温度变化历程的影响
• 4.2.6 喷气时刻对循环变动的影响
• 4.3 喷气时刻对发动机排放的影响
• x 排放的影响'>4.3.1 喷气时刻对NO_x排放的影响
• 4 排放的影响'>4.3.2 喷气时刻对CH₄排放的影响
• 4.3.3 喷气时刻对CO 排放的影响
• 2 排放的影响'>4.3.4 喷气时刻对CO₂排放的影响
• 4.4 优化控制策略
• 4.5 本章小结
• 第5章 全文总结及工作展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 图表索引
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介