天然氣發(fā)動機(jī)工作過程及進(jìn)氣均勻性研究.pdf

1、隨著汽車保有量的增加，汽車尾氣成為主要的大氣污染源之一。由汽車尾氣等導(dǎo)致的大面積的霧霾天氣嚴(yán)重影響到人們的健康問題，成為經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的代價和困擾中國政府的難題。天然氣作為車用燃料具有易于組織燃燒、污染排放物低、溫室氣體排放低、來源廣泛等優(yōu)點。
　　本文以6108型天然氣發(fā)動機(jī)為研究對象，建立了包括進(jìn)氣道在內(nèi)的多種燃燒系統(tǒng)三維計算模型，模擬了發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣、燃燒過程，比較不同幾何參數(shù)的燃燒室對發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)流動過程和燃燒過程的影響。建立

2、了6108天然氣發(fā)動機(jī)一維工作過程模型并驗證了模型的準(zhǔn)確性。利用所建立的模型，以改善發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性為目標(biāo)，優(yōu)化發(fā)動機(jī)的配氣相位;以提高低速扭矩為目標(biāo)匹配了渦輪增壓器;并研究了不同進(jìn)、排氣系統(tǒng)布置方式對發(fā)動機(jī)工作均勻性的影響。
　　三維燃燒過程數(shù)值計算表明:適當(dāng)增加擠氣面積有利于缸內(nèi)氣流運動的加強(qiáng)，加快后續(xù)的火焰?zhèn)鞑?，但擠氣面積過大，縮口過小會導(dǎo)致氣缸橫截面氣流漩渦中心靠近氣缸軸心，從而限制火焰向氣缸四周的傳播，計算

3、方案一及方案二的結(jié)構(gòu)對缸內(nèi)氣流運動的形成和火焰?zhèn)鞑ニ俾实募涌旄鼮橛欣?br>　　通過分析配氣相位對發(fā)動機(jī)綜合性能的影響，確定6108天然氣發(fā)動機(jī)進(jìn)氣門開啟時刻為上止點前15°，進(jìn)氣門關(guān)閉時刻為下止點后20°，排氣門開肩時刻為上止點前53°，排氣門關(guān)閉時刻為上止點后12°時可以兼顧動力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性。優(yōu)化匹配的增壓器壓氣機(jī)工作在高效區(qū)、遠(yuǎn)離喘振線，渦輪工作在高效區(qū)，可以有效改善低速扭矩，適合城市公交車運行模式。
　　發(fā)動機(jī)進(jìn)氣

4、均勻性計算結(jié)果表明:進(jìn)氣總管中間進(jìn)氣和排氣總管中間排氣更有利于發(fā)動機(jī)各缸工作均勻性的改善，進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的發(fā)動機(jī)工作不均勻是整個外特性工況下發(fā)動機(jī)工作不均勻最主要的因素，而排氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)會影響進(jìn)氣過程、殘余廢氣和泵氣損失，繼而影響到氣缸的對外做功能力，特別是在高速工況下，右側(cè)進(jìn)、排氣系統(tǒng)布置會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)進(jìn)氣和做功不均勻度的升高。
　　綜上所述，本文對6108天然氣發(fā)動機(jī)的燃燒系統(tǒng)、配氣相位、渦輪增壓器的匹配性及各缸工作均勻性進(jìn)行了