低壓缸內(nèi)直噴CNG發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒特性的試驗(yàn)研究.pdf

1、面對(duì)當(dāng)前日益嚴(yán)重的能源危機(jī)和環(huán)境污染狀況，尋找清潔發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料成為當(dāng)務(wù)之急。天然氣以其豐富的資源和良好的排放特性在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的重視和應(yīng)用。
　　 本文在對(duì)壓縮天然氣(CNG)發(fā)動(dòng)機(jī)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)研究的基礎(chǔ)上，開展了基于小缸徑汽油機(jī)的低壓缸內(nèi)直噴單一燃料CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)和燃燒性能試驗(yàn)研究工作。本文的主要內(nèi)容包括：
　　 1.基于156FMI小缸徑汽油機(jī)，開發(fā)研制了低壓缸內(nèi)直噴單一燃料CNG發(fā)動(dòng)機(jī)，并在試

2、驗(yàn)臺(tái)架上成功實(shí)現(xiàn)了CNG的缸內(nèi)直接噴射和發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。研制工作主要包括CNG低壓直接噴射及供氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，燃燒室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，可變能量的高能點(diǎn)火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和CNG直噴控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
　　 2.開發(fā)并建立了CNG直噴發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)標(biāo)定系統(tǒng)及實(shí)時(shí)燃燒分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以在實(shí)時(shí)調(diào)整和標(biāo)定缸內(nèi)直噴CNG發(fā)動(dòng)機(jī)重要控制參數(shù)的同時(shí)，實(shí)時(shí)采集和分析發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒壓力等特性參數(shù)，通過計(jì)算模型可以得到氣缸壓力示功圖、壓力升高率、放熱率和累積放熱率等反

3、映發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒性能的主要參數(shù)。
　　 3.開展了低壓缸內(nèi)直噴CNG發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒性能的試驗(yàn)研究。并就缸內(nèi)直噴CNG發(fā)動(dòng)機(jī)過量空氣系數(shù)、噴氣時(shí)刻、點(diǎn)火提前角及點(diǎn)火能量等重要參數(shù)對(duì)燃燒性能的影響規(guī)律進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明：
　　 (1)本文所設(shè)計(jì)的低壓缸內(nèi)直噴CNG發(fā)動(dòng)機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)稀燃。隨著過量空氣系數(shù)的增大，CNG直噴發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒循環(huán)變動(dòng)增大，燃燒性能變差。稀燃極限在λ=1.3附近，此時(shí)燃燒惡化，燃燒循環(huán)變動(dòng)急劇增大、發(fā)動(dòng)機(jī)不能正

4、常工作。
　　 (2)噴氣時(shí)刻對(duì)低壓缸內(nèi)直噴CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒性能有很大影響，對(duì)于一定的工況存在最佳噴氣時(shí)刻，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒最穩(wěn)定，燃燒性能最佳。
　　 (3)隨著點(diǎn)火的提前，最大缸內(nèi)壓力、最大壓力升高率及放熱率迅速增加，所對(duì)應(yīng)的燃燒相位提前，但平均指示壓力存在先增大后減小的趨勢(shì)。
　　 (4)增大點(diǎn)火能量有助于改善CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀況，提高燃燒穩(wěn)定性。但當(dāng)點(diǎn)火能量增大到一定程度后，繼續(xù)提高點(diǎn)火能量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒