預燃室式分層稀燃氣體發(fā)動機的燃燒和排放特性研究.pdf

1、天然氣以其儲量豐富、價格低廉和排放污染低等特點發(fā)展成為一種具有廣泛前景的代用燃料。大力發(fā)展天然氣發(fā)動機可以替代部分柴油機和汽油機，并減少對環(huán)境的污染。通常氣體發(fā)動機采用稀薄燃燒技術即可達到當前排放法規(guī)的要求，且不需要增加后處理裝置。但是為了解決稀薄燃燒狀況下氣體發(fā)動機燃燒不穩(wěn)定和循環(huán)變動大等問題，需要采用點火增益方法來替代常規(guī)的火花塞。本文采用了預燃室燃燒系統(tǒng)，在預燃室中，通過加濃噴射形成濃稀混合氣分層著火，從而增強了點火增益能量，增大

2、了缸內湍流強度，加速了火焰的傳播速度，提高了發(fā)動機的熱效率。
　　本文運用CONVERGE軟件對預燃室燃燒系統(tǒng)進行了數值模擬。分別分析了預燃室結構參數（通道數目、β值、通道夾角）、主燃燒室的結構參數及運行參數（點火提前角、加濃噴射策略）對預燃室混合氣形成及發(fā)展過程的影響，研究了各參數下預燃室燃燒系統(tǒng)的燃燒及排放的特性。著重揭示各參數下預燃室混合氣形成過程、燃燒過程和排放生成的規(guī)律。全文研究工作主要包括：
　?。?）通過比較不

3、同預燃室方案下燃燒系統(tǒng)的燃燒性能，優(yōu)選4通道、β值0.35、通道夾角140°方案，該方案下預燃室內混合氣分布均勻，能實現天然氣的穩(wěn)定及快速燃燒。
　?。?）通過研究不同點火提前角方案下燃燒系統(tǒng)的燃燒性能，發(fā)現采用點火提前角為18°時，可以兼顧指示功率、燃料消耗率及NOx排放。此刻，相較于原機而言，指示功率提高了11.4％，指示燃料消耗率降低了6.8%，NOx降低了43.5%。
　　（3）通過研究加濃噴射定時和噴射量，發(fā)現加濃