焦?fàn)t氣燃料發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程數(shù)值模擬與參數(shù)優(yōu)化.pdf

1、近十年，我國(guó)汽車保有量增長(zhǎng)了3倍，汽車方便了出行的同時(shí)，消耗了大量石油資源，也一定程度的污染了社會(huì)環(huán)境。去年，中國(guó)生產(chǎn)焦炭4.48億噸，伴隨產(chǎn)生近2000億立方米焦?fàn)t氣，其中一半回爐作為燃料使用，剩下的一半中的大部分被浪費(fèi)掉。項(xiàng)目參與企業(yè)前期研究表明，經(jīng)過(guò)凈化后的焦?fàn)t氣基本滿足車用發(fā)動(dòng)機(jī)使用要求，能夠在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上直接使用。但是直接將汽油換成焦?fàn)t氣使用，依然存在動(dòng)力性下降較大、經(jīng)濟(jì)性差以及其他問(wèn)題。
　　首先，本文指出了汽車產(chǎn)銷及

2、保有量飛速上漲與焦?fàn)t氣大量浪費(fèi)的現(xiàn)狀，研究了發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)替代燃料的要求，以及目前各種替代燃料的分類及特點(diǎn)，對(duì)比了世界上多個(gè)國(guó)家的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)和焦?fàn)t氣燃料發(fā)動(dòng)機(jī)研究及使用情況，研究了4種發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒模型及2種發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程仿真軟件，確定了研究對(duì)象及其主要參數(shù)以及主要研究?jī)?nèi)容及方法。
　　其次，參閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，研究了焦?fàn)t氣及其主要組分的物理特點(diǎn)及化學(xué)燃燒特點(diǎn)，并重點(diǎn)研究了氫氣、甲烷在氣缸內(nèi)部燃燒的燃燒特性，作為后續(xù)工作過(guò)程研究的理論基礎(chǔ)

3、。然后，將焦?fàn)t氣簡(jiǎn)化為多組分的理想混合氣，基于理想混合氣系統(tǒng)總參數(shù)的加和性，以理化參數(shù)理論計(jì)算公式為基礎(chǔ)，利用所建焦?fàn)t氣理化參數(shù)Simulink計(jì)算模型，方便快速的計(jì)算出了焦?fàn)t氣的部分主要理化參數(shù)數(shù)值。
　　再次，研究了內(nèi)燃機(jī)整機(jī)性能計(jì)算的建模理論基礎(chǔ)，并以某型V6汽油發(fā)動(dòng)機(jī)為原機(jī)型，利用BOOST仿真軟件建立了一維的發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程計(jì)算模型，并利用該模型計(jì)算了該型發(fā)動(dòng)機(jī)分別燃用汽油與焦?fàn)t氣時(shí)，轉(zhuǎn)矩、功率以及燃油消耗率情況。對(duì)比發(fā)現(xiàn)

4、：燃用焦?fàn)t氣與燃用汽油相比，該型發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率減少3％-4%，燃油經(jīng)濟(jì)性提高很少，但轉(zhuǎn)矩和功率最高降低近20%，動(dòng)力性降低較大。
　　最后，以所建的某V6汽油機(jī)BOOST一維模型為基礎(chǔ)，以焦?fàn)t氣為燃料，先后對(duì)增壓比、壓縮比、點(diǎn)火提前角、空燃比以及配氣相位進(jìn)行了仿真研究并進(jìn)行了適當(dāng)修正，最終將增壓比選擇為2.08、壓縮比為9.5、點(diǎn)火提前角為1 ℃A、空燃比為17.5、進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉延遲角為57 ℃A，排氣門(mén)開(kāi)啟提前角為63 ℃A，該