滿足國Ⅳ排放標準壓縮天然氣發(fā)動機燃燒過程的研究.pdf

1、環(huán)境污染和能源短缺的壓力加快了代用燃料汽車發(fā)動機的開發(fā)和應(yīng)用進程。本文針對用于城市道路交通的單一燃料稀燃天然氣發(fā)動機的燃燒過程進行了深入研究，通過對適應(yīng)火花點火天然氣發(fā)動機燃燒過程的燃燒系統(tǒng)設(shè)計、燃燒系統(tǒng)的試驗研究、工作過程的優(yōu)化研究、發(fā)動機控制策略的研究，開發(fā)出了滿足國Ⅳ排放標準的火花點火天然氣發(fā)動機的燃燒系統(tǒng)。
　　 本文深入研究了滿足國Ⅳ排放標準稀燃天然氣發(fā)動機的關(guān)鍵技術(shù)，利用數(shù)值模擬、設(shè)計計算和穩(wěn)流試驗等方法，對天然氣發(fā)

2、動機的燃燒室、進氣道和凸輪軸進行了全新設(shè)計。利用Fire軟件對設(shè)計的六種不同結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的燃燒室進行了數(shù)值模擬研究，綜合考察了不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對湍動能、燃燒放熱率、燃燒壓力、缸內(nèi)燃燒溫度、NOx排放、累計放熱量的影響，得出“相同形狀不同尺寸的燃燒室對燃燒過程的影響遠小于不同形狀燃燒室對燃燒過程的影響”的結(jié)論，初步優(yōu)化出適應(yīng)天然氣發(fā)動機燃燒過程的燃燒室結(jié)構(gòu)；利用經(jīng)典的凸輪型線設(shè)計理論和現(xiàn)代計算手段以MATLAB軟件為平臺，建立了一套完整的凸

3、輪型線設(shè)計程序，并利用該程序?qū)ν馆喰途€進行了設(shè)計；在氣道穩(wěn)流試驗臺上進行了螺旋進氣道結(jié)構(gòu)參數(shù)對進氣道流通特性影響的試驗研究，探索出一套改變螺旋進氣道流通特性行之有效的方法，并對這些方法的應(yīng)用范圍和應(yīng)用條件進行了深入研究和分析。作者就組成天然氣發(fā)動機燃燒系統(tǒng)的各部件結(jié)構(gòu)對發(fā)動機綜合性能的影響進行了較深入的試驗研究，探索出了一套天然氣發(fā)動機燃燒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化匹配的通用方法和程序。
　　 本文對滿足國Ⅳ排放標準火花點火天然氣發(fā)動機控

4、制策略進行了深入研究。從整機控制策略出發(fā)，通過對開環(huán)和閉環(huán)控制模式相關(guān)控制目標和控制過程的研究，提出了對發(fā)動機全工況范圍實行開環(huán)和閉環(huán)控制相結(jié)合的控制策略。為達到對空燃比的精確控制，研究設(shè)計了天然氣發(fā)動機進氣、燃氣供給、點火的控制策略。
　　 作者首次提出了適用于稀薄燃燒增壓中冷天然氣發(fā)動機運轉(zhuǎn)工況范圍、稀燃限界、各缸不均勻性的具體概念；以試驗的方法研究了不同的運轉(zhuǎn)參數(shù)對于天然氣發(fā)動機的運轉(zhuǎn)工況范圍、稀燃極限的影響；對滿足動力性