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电控喷射单一燃料天然气轿车发动机的性能研究
| 论文题名： | 电控喷射单一燃料天然气轿车发动机的性能研究 |
| 关键词： | 天然气发动机;点火提前角;过量空气系数;压缩比;三效催化转化器;动力性 |
| 摘要： | 将一台车用1.3L汽油机改装为天然气(NG)发动机，分别研究了点火提前角、过量空气系数和压缩比等对发动机的动力性、经济性和排放特性的影响，并对天然气燃烧过程进行了详细分析。针对天然气发动机未燃甲烷排放高的特点，开发了天然气发动机专用催化器。 实验研究表明： 随着点火提前角增大，最大爆发压力增大，同时最大爆发压力出现的时刻提前，放热率曲线向上止点方向前移，放热率的峰值明显增大，循环变动减小，火焰发展期延长，但快速燃烧期缩短，总燃烧期基本保持不变。随过量空气系数增加，循环变动增加，火焰发展期、快速燃烧期、总燃烧期均有所增加。 对于一定的点火提前角，不同负荷下的最佳比气耗均出现在过量空气系数为1.2时，当过量空气系数大于1.4时，经济性变差；点火提前角对比气耗有显著影响，尤其是在小负荷下，须对点火提前角进行合理的优化。随过量空气系数增加，CO和NMHc排放降低，NOx排放先增加后减少，THC和CH4排放先降低后增加。随点火提前角增大，排放物均有所增加。 天然气发动机压缩比从10提高到12，实验结果表明，随着压缩比增加，缸内压力略有增加，放热率峰值增加10％，发动机动力性提升15％，最大平均有效压力可达1.1MPa；发动机的循环变动减小；转速为2800r/min下，平均有效压力为0.5MPa时，稀燃界限由1.4扩展到1.5；比气耗明显降低；火焰发展期、快速燃烧期和总燃烧期均有不同程度的缩短。压缩比增加，CO排放大大降低，NOx和THC排放略有增加。对压缩比12的天然气发动机的ECU重新进行标定，得到万有特性曲线图。发动机的最大平均有效压力已经达到了1.1MPa；比气耗最低be=200g/(kW·h)，相比压缩比未提升之前降低了8％，并且经济运行工况区范围明显扩大。 针对天然气发动机设计了专用催化器，通过试验选出了最优催化器，结果表明，设计完成的天然气专用催化器可以明显降低CO、THC、NOx排放。 |
| 作者： | 管磊 |
| 专业： | 动力工程 |
| 导师： | 王天友 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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