焦?fàn)t氣燃料發(fā)動機工作過程數(shù)值模擬與參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、近十年，我國汽車保有量增長了3倍，汽車方便了出行的同時，消耗了大量石油資源，也一定程度的污染了社會環(huán)境。去年，中國生產(chǎn)焦炭4.48億噸，伴隨產(chǎn)生近2000億立方米焦?fàn)t氣，其中一半回爐作為燃料使用，剩下的一半中的大部分被浪費掉。項目參與企業(yè)前期研究表明，經(jīng)過凈化后的焦?fàn)t氣基本滿足車用發(fā)動機使用要求，能夠在汽車發(fā)動機上直接使用。但是直接將汽油換成焦?fàn)t氣使用，依然存在動力性下降較大、經(jīng)濟性差以及其他問題。
　　首先，本文指出了汽車產(chǎn)銷及

2、保有量飛速上漲與焦?fàn)t氣大量浪費的現(xiàn)狀，研究了發(fā)動機對替代燃料的要求，以及目前各種替代燃料的分類及特點，對比了世界上多個國家的氣體發(fā)動機和焦?fàn)t氣燃料發(fā)動機研究及使用情況，研究了4種發(fā)動機缸內(nèi)燃燒模型及2種發(fā)動機工作過程仿真軟件，確定了研究對象及其主要參數(shù)以及主要研究內(nèi)容及方法。
　　其次，參閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，研究了焦?fàn)t氣及其主要組分的物理特點及化學(xué)燃燒特點，并重點研究了氫氣、甲烷在氣缸內(nèi)部燃燒的燃燒特性，作為后續(xù)工作過程研究的理論基礎(chǔ)

3、。然后，將焦?fàn)t氣簡化為多組分的理想混合氣，基于理想混合氣系統(tǒng)總參數(shù)的加和性，以理化參數(shù)理論計算公式為基礎(chǔ)，利用所建焦?fàn)t氣理化參數(shù)Simulink計算模型，方便快速的計算出了焦?fàn)t氣的部分主要理化參數(shù)數(shù)值。
　　再次，研究了內(nèi)燃機整機性能計算的建模理論基礎(chǔ)，并以某型V6汽油發(fā)動機為原機型，利用BOOST仿真軟件建立了一維的發(fā)動機工作過程計算模型，并利用該模型計算了該型發(fā)動機分別燃用汽油與焦?fàn)t氣時，轉(zhuǎn)矩、功率以及燃油消耗率情況。對比發(fā)現(xiàn)

4、：燃用焦?fàn)t氣與燃用汽油相比，該型發(fā)動機燃油消耗率減少3％-4%，燃油經(jīng)濟性提高很少，但轉(zhuǎn)矩和功率最高降低近20%，動力性降低較大。
　　最后，以所建的某V6汽油機BOOST一維模型為基礎(chǔ)，以焦?fàn)t氣為燃料，先后對增壓比、壓縮比、點火提前角、空燃比以及配氣相位進(jìn)行了仿真研究并進(jìn)行了適當(dāng)修正，最終將增壓比選擇為2.08、壓縮比為9.5、點火提前角為1 ℃A、空燃比為17.5、進(jìn)氣門關(guān)閉延遲角為57 ℃A，排氣門開啟提前角為63 ℃A，該