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富氢HCNG发动机性能模拟与怠速性能试验研究
| 论文题名： | 富氢HCNG发动机性能模拟与怠速性能试验研究 |
| 关键词： | 富氢HCNG发动机;数值模拟;怠速性能;过量空气系数 |
| 摘要： | 我国焦炉气(COG)资源丰富，但利用率较低。焦炉气经过净化处理后含有丰富的氢气，作为车用燃料的发展前景十分广阔。天然气掺氢燃料(HCNG)，是将天然气和氢气按照一定比例混合得到的一种新型车用替代燃料，是目前实现从传统燃料向氢能过渡的最具有可行性的替代燃料。 本文主要研究工作分为两部分。一是用模拟计算的方法研究压缩比(ε)和配气相位对富氢HCNG发动机外特性的影响规律。二是用发动机台架试验的方法研究富氢HCNG发动机的怠速性能。 在数值模拟方面，利用AVL BOOST软件建立富氢HCNG发动机全模型。通过与试验数据对比分析，在全模型的基础之上建立具有更高计算精度的“截断法”模型。分析压缩比和配气相位的变化对富氢HCNG发动机的外特性的影响规律。模拟结果表明:(1)提高压缩比可以在一定的范围内提高富氢HCNG发动机的动力性和经济性;(2)富氢HCNG发动机的动力性及经济性随着气门重叠角的减小有所降低;(3)相对于原CNG发动机而言，富氢HCNG发动机在压缩比从10∶1提高到12∶1、气门重叠角从30°CA降低到0°CA的条件下，功率和有效燃油消耗率(be)略有下降，但下降幅度不大，可以在保证原机动力性的前提下有效防止回火。 用台架试验的方法研究富氢HCNG发动机的怠速性能。研究工作主要分成两个方面。一是研究点火提前角（θig）、过量空气系数（φa）对富氢HCNG发动机怠速性能影响规律。二是研究燃烧富氢HCNG对降低发动机怠速转速性能的影响。试验结果表明:(1)与原CNG发动机相比，富氢HCNG发动机的指示热效率(ITE)明显提高，等效燃料消耗量降低;(2)过量空气系数由1增加到1.2，富氢HCNG发动机的循环变动(CoVim。p)仍然小于3％，因此可以利用稀薄燃烧来提高发动机的经济性;(3)与原CNG发动机相比，富氢HCNG发动机的CO、CH4、THC较低，NOx排放较高，但可以通过适当增大过量空气系数来降低NOx的排放;(4)在怠速工况下，为了提高富氢HCNG发动机的指示热效率，降低油耗和排放，在降低怠速转速的同时，必须适当增加过量空气系数。 |
| 作者： | 安娜 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 何义团 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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