基于掃氣加濃的預(yù)燃室式氣體機(jī)性能提升方法研究.pdf

1、稀燃技術(shù)是提高氣體機(jī)熱效率的有效途徑，大缸徑天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)采用稀燃技術(shù)要面臨的主要挑戰(zhàn)是燃燒速度慢和火焰?zhèn)鞑ゲ环€(wěn)定。利用預(yù)燃室燃燒時(shí)噴出的高溫射流在主燃燒室內(nèi)形成分布式點(diǎn)火，可增強(qiáng)點(diǎn)火能量，拓寬稀燃極限，提高氣體機(jī)熱效率并改善NOx排放。為了提高預(yù)燃室射流能量，需要對預(yù)燃室組織掃氣加濃，優(yōu)化預(yù)燃室結(jié)構(gòu)。
　　課題圍繞預(yù)燃室內(nèi)工作過程的組織，進(jìn)行了以下工作:
　　搭建了單缸190氣體機(jī)實(shí)驗(yàn)臺，完善了穩(wěn)態(tài)參數(shù)采集系統(tǒng)和瞬態(tài)參數(shù)采集

2、系統(tǒng)。基于電控噴射閥和機(jī)械單向閥串聯(lián)方案，設(shè)計(jì)了預(yù)燃室掃氣加濃控制系統(tǒng)。基于實(shí)驗(yàn)分析了預(yù)燃室掃氣加濃系統(tǒng)工作的有效性及在實(shí)機(jī)運(yùn)行中的穩(wěn)定性。
　　實(shí)驗(yàn)研究了預(yù)燃室掃氣加濃策略對氣體機(jī)燃燒過程及整機(jī)性能的影響。研究結(jié)果表明:預(yù)燃室氣體機(jī)主室燃燒的急燃期呈兩種不同的放熱特征;相同噴射脈寬下，隨著噴射時(shí)刻的推遲，氣體機(jī)的有效壓縮比減小，在壓縮行程中進(jìn)入預(yù)燃室內(nèi)的稀混合氣數(shù)量略有減少，使點(diǎn)火時(shí)刻預(yù)燃室內(nèi)混合氣當(dāng)量比增加，預(yù)燃室內(nèi)燃燒過程得

3、到改善，進(jìn)而使主室放熱過程得到改善;保持噴射壓力和噴射起始時(shí)刻不變，隨著噴射脈寬的增加，預(yù)燃室掃氣效果得到改善，同時(shí)掃氣結(jié)束時(shí)刻推遲使得進(jìn)入預(yù)燃室的稀混合氣數(shù)量減少，預(yù)燃室內(nèi)混合氣當(dāng)量比增加，進(jìn)而改善了預(yù)燃室內(nèi)燃燒過程，使得主室內(nèi)放熱過程得到改善，但是噴射脈寬增加導(dǎo)致掃氣用燃?xì)饬吭黾?，氣體機(jī)過量空氣系數(shù)減小。在掃氣燃?xì)饬恳欢ǖ那闆r下，不同噴射壓力下掃氣效果差異較小。
　　仿真分析了預(yù)燃室結(jié)構(gòu)及點(diǎn)火位置對主副室燃燒過程的影響。研究結(jié)