低散熱壓縮著火天然氣發(fā)動機燃燒過程的試驗研究.pdf

1、推廣使用天然氣發(fā)動機有利于降低內(nèi)燃機的排氣污染,實現(xiàn)能源多元化確保國家能源安全.為改善現(xiàn)有點燃式天然氣發(fā)動機存在的熱效率低、功率密度低的缺點,研究開發(fā)新型燃燒系統(tǒng)是天然氣發(fā)動機面臨的科學(xué)問題.本文在總結(jié)和分析國內(nèi)外天然氣壓縮著火燃燒過程研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了一種分隔室式天然氣燃燒系統(tǒng),研究開發(fā)了具有低散熱結(jié)構(gòu)的壓縮著火天然氣發(fā)動機.提出利用缸內(nèi)混合氣濃度分層和溫度分層,有效地緩解了中高負荷時預(yù)混合壓燃存在的敲缸現(xiàn)象,并研究了電熱塞溫度

2、、進氣加熱溫度、隔熱效果、高壓供氣定時及高低壓供氣比例對燃燒過程的影響.本文介紹了作者進行的如下研究工作: 研究設(shè)計了電控天然氣復(fù)合供氣系統(tǒng).該系統(tǒng)在進氣管處設(shè)置低壓噴射閥,副室內(nèi)設(shè)置高壓噴射閥,在電控單元的控制下可以實現(xiàn)單獨低壓供氣和高、低壓復(fù)合供氣兩種供氣方式,控制時鐘頻率為0.5℃A,因此該供氣系統(tǒng)具有控制精度高、工作方式靈活的特點. 設(shè)計開發(fā)了低散熱分隔室式燃燒系統(tǒng)并研究了天然氣壓縮著火起動性能.試驗結(jié)果表明,增

3、加通道直徑、提高輔助加熱溫度有利于實現(xiàn)著火起動.低壓供氣方式的起動性能優(yōu)于復(fù)合供氣方式. 針對預(yù)混合壓縮著火燃燒過程出現(xiàn)的失火和敲缸,研究了在分隔室式燃燒系統(tǒng)中利用缸內(nèi)溫度分層對失火和敲缸的影響.試驗結(jié)果表明,提高電熱塞溫度和進氣加熱溫度有助于避免失火現(xiàn)象的發(fā)生.采用大尺寸通道和活塞頂不隔熱的措施有助于擴大燃燒室內(nèi)溫度分層,對提高副室著火性能,降低主室燃燒速度有利. 在通道直徑d=14mm活塞頂不隔熱的條件下,轉(zhuǎn)速100

4、0r/min時最大輸出功率可擴展到原機功率的42﹪. 在分隔室式燃燒系統(tǒng)中,利用天然氣復(fù)合供氣方式研究了主副燃燒室混合氣濃度分層對天然氣壓縮著火燃燒過程和發(fā)動機功率輸出的影響.試驗結(jié)果表明,適當減小通道直徑、增加高壓供氣比例及減小高壓供氣提前角均有利于提高缸內(nèi)混合氣分層效果,實現(xiàn)主副燃燒室的兩階段著火燃燒,推遲了主室內(nèi)著火時刻,降低燃燒速度,有效地克服了中高負荷時的燃燒敲缸.在通道直徑d=8mm轉(zhuǎn)速1200r/min時達到原機功