電控沼氣單燃料發(fā)動機匹配與試驗研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，能源和環(huán)境問題顯得越來越突出。內(nèi)燃機既是能源的消耗大戶，也是環(huán)境污染物的主要排放源之一，所以為內(nèi)燃機尋求清潔的替代燃料有著重要意義。沼氣是一種可再生的清潔能源，具有來源廣泛、成本低廉，對環(huán)境友好等特點，且沼氣發(fā)電能為畜牧場等建設(shè)沼氣工程提供了一條可行的發(fā)展途徑。同時，沼氣發(fā)動機在發(fā)電領(lǐng)域得到了政府的大力支持。
　　 本文結(jié)合四川省教育廳重點科技項目“6105超低排放沼氣專用內(nèi)燃機關(guān)鍵技術(shù)的研究”，以東風(fēng)610

2、5天然氣發(fā)動機為基礎(chǔ)機型，對發(fā)動機進行了改進設(shè)計及匹配研究，使其滿足發(fā)電用沼氣發(fā)電機的要求。沼氣發(fā)動機的總體方案采用稀薄燃燒、增壓中冷、電控調(diào)壓器+比例式混合器供氣及電控單缸獨立高能點火等技術(shù)；同時，對沼氣發(fā)動機的散熱器進行了優(yōu)化設(shè)計。
　　 首先，本文分析了沼氣及沼氣發(fā)動機的主要特點，同時根據(jù)養(yǎng)殖場實際的沼氣成分，調(diào)制出了試驗用沼氣。根據(jù)沼氣的特點，為沼氣發(fā)動機匹配了控制精度高、柔性大且工作可靠的電控系統(tǒng)、電控調(diào)壓供氣系統(tǒng)及其

3、他關(guān)鍵部件。
　　 在本文中，對沼氣發(fā)動機燃料供給系統(tǒng)中的比例式混合器進行了研究。利用Catia和Fluent軟件，準(zhǔn)確的建立沼氣比例式混合器的計算模型，且計算結(jié)果與真實值誤差很小。試驗結(jié)果表明：重新設(shè)計的沼氣比例式混合器提高了混合氣濃度的控制精度、增強了電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時，使發(fā)動機在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下的最大功率提高了8.6％，比氣耗下降了2.6％，同時排溫下降了26℃。
　　 其次，根據(jù)沼氣發(fā)動機的實際情況，優(yōu)化設(shè)計了其散

4、熱器：計算得出，該沼氣發(fā)動機的散熱面積為12.42m2、比散熱面積為0.12m2/kW、芯部正面積為0.69m2。通過試驗驗證，沼氣發(fā)動機在工作時，水溫始終維持在80.2～88.7℃，因此對散熱器的優(yōu)化設(shè)計達到了預(yù)期的目的。
　　 最后，對沼氣發(fā)動機混合氣濃度、點火提前角等關(guān)鍵參數(shù)進行了電控標(biāo)定，優(yōu)化了發(fā)動機的性能。同時，對甲烷濃度為63％和73％的沼氣在燃料供給系統(tǒng)滿足甲烷濃度為68％的沼氣發(fā)動機內(nèi)做功的標(biāo)定研究，得出：當(dāng)沼氣