天然氣汽車發(fā)動機內(nèi)催化燃燒研究.pdf

1、機內(nèi)催化燃燒技術(shù)是降低汽車排氣污染、提高燃料燃燒效率的有效措施，得到越來越多研究者的重視。催化劑的種類、催化劑的加載方法都會對催化效果產(chǎn)生影響。要使催化燃燒技術(shù)得到推廣，不僅僅需要找到經(jīng)濟、有效的催化劑，還要有合適的加載方法。國內(nèi)外學者針對催化劑種類的研究及其載體已經(jīng)做了很多工作，也有了很大進展。對于催化劑加載方法上則還存在很多問題，如對發(fā)動機的改造太大，成本太高、催化劑與燃料接觸面積太小，而且他們針對的主要是汽油、柴油發(fā)動機，對天然氣

2、發(fā)動機催化燃燒技術(shù)的研究還非常少。 本文首先針對天然氣發(fā)動機內(nèi)的催化燃燒問題，建立了發(fā)動機內(nèi)催化燃燒特性、發(fā)動機內(nèi)污染物生成特性的物理和三維數(shù)學模型，采用SIMPLE算法，進行了不同催化劑下的機內(nèi)催化燃燒和排放的數(shù)值研究，得出如下有意義的結(jié)論：加催化劑后，天然氣的起燃溫度降低；發(fā)動機內(nèi)的最高燃燒溫度減??；CO、CH、Nox的生成濃度和排放出口濃度減少；排氣中甲烷濃度減少，甲烷燃燒更加完全；催化劑的種類影響催化效果，貴金屬催化劑的

3、催化效果優(yōu)于非貴金屬催化劑。 針對數(shù)值計算的結(jié)果，本論文進行了實驗驗證。在總結(jié)文獻的基礎(chǔ)的上對催化劑加載方法進行了改進，提出了向發(fā)動機預(yù)混合室內(nèi)噴射催化劑溶液的新方法，設(shè)計和改建了實驗臺。實驗比較了雙氧水溶液流量、催化劑溶液濃度、催化劑種類對發(fā)動機功率，氣耗率，CO、CO2、CH、Nox排放濃度的影響，得出如下結(jié)論：在雙氧水溶液流量在1.05L/h時能取得發(fā)動機經(jīng)濟和排放的最佳效果；催化劑濃度增加，氣耗率和污染物的排放都降低，但

4、是催化劑的溶解問題制約濃度的增加；Fe2O3的催化效果不如CuO和Cu2O，對減少Nox的排放，Cu2O在高速和低速時比CuO好，但在中等速度時不如CuO，在CH上CuO催化效果優(yōu)于Cu2O，而對減少CO排放、降低氣耗率方面則Cu2O更好。加催化劑溶液后發(fā)動機功率的下降不是很明顯。 本文研究結(jié)果為進一步研究天然氣發(fā)動機機內(nèi)的的催化燃燒技術(shù)，改善發(fā)動機燃燒和減少污染物排放打下了理論和實驗基礎(chǔ)。同時對汽油和柴油機的機內(nèi)催化燃燒技術(shù)研