富氧助燃對天然氣-汽油雙燃料發(fā)動機動力性能與排放性能影響實驗研究.pdf

1、富氧助燃技術能夠降低燃料的燃點，加快燃燒速度、促進燃燒完全、提高火焰溫度、減少燃燒后的排氣量、提高熱量利用率和降低空氣過剩系數(shù)，具有優(yōu)越的節(jié)能性能與環(huán)保性能，但國內外對富氧助燃技術應用于汽車發(fā)動機的針對性研究較少。天然氣汽車由于在資源、成本和排放性能等方面的優(yōu)勢而迅速發(fā)展起來，保有量不斷增加。國內的天然氣汽車發(fā)動機多為汽油機改裝而成，由于其采用汽缸外預混合的燃料供給方式和均質預混合燃燒方式，導致發(fā)動機充氣效率下降和混合氣熱值下降從而導致

2、發(fā)動機動力性能下降，這是天然氣汽車推廣應用中的技術難題。采用富氧助燃技術來提高天然氣汽油雙燃料發(fā)動機動力性能與排放性能是可行的。 本文首先針對空氣中氧氣濃度對天然氣和汽油的燃燒特性的影響進行理論研究，通過對不同氧氣濃度下燃料理論空燃比、理論混合氣熱值與理論燃燒溫度的計算，并對燃燒特性改變引起的動力性能和排放性能變化進行理論分析，得出以下有結論：隨著空氣氧濃度的提高，燃料的燃燒理論空燃比降低、理論混合氣熱值混合氣熱值的提高，導致發(fā)

3、動機指示功率和有效功率的增大；發(fā)動機燃料消耗率降低；發(fā)動機燃燒效率提高；燃用汽油時發(fā)動機排氣污染物中CO、HC的生成濃度和排放濃度降低。 根據(jù)理論分析的結果，本文進行了實驗研究。在考慮發(fā)動機實驗臺特性和理論分析的基礎的上確定了實驗氧濃度為21％~30％，設計富氧實驗裝置和改建了實驗臺。實驗測試了燃用天然氣和汽油時，不同氧氣濃度在相同轉速工況下對發(fā)動機功率、轉矩、氣耗率、油耗率與排氣污染物等的影響，得出以下結論：在最佳氧濃度（23

4、％~25％）范圍內燃用天然氣時功率約有7.8％~12.5％的增長，轉矩約有8.1％~11.8％的增長，氣耗率約有5.4％~11.1％的減少；燃用汽油時功率約有9.6％~16.3％的增長，轉矩約有9.4％~16.7％的增長，油耗率約有7.2％~11.4％的降幅；燃用汽油時碳氫化合物排放濃度約有28.8％~68.9％的減少，一氧化碳排放濃度約有9.1％~18.2％的減少；氮氧化物排放濃度隨氧氣濃度提高而快速提高。 本文研究結果為進