電控沼氣單燃料發(fā)動(dòng)機(jī)匹配與試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，能源和環(huán)境問題顯得越來越突出。內(nèi)燃機(jī)既是能源的消耗大戶，也是環(huán)境污染物的主要排放源之一，所以為內(nèi)燃機(jī)尋求清潔的替代燃料有著重要意義。沼氣是一種可再生的清潔能源，具有來源廣泛、成本低廉，對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)，且沼氣發(fā)電能為畜牧場等建設(shè)沼氣工程提供了一條可行的發(fā)展途徑。同時(shí)，沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)電領(lǐng)域得到了政府的大力支持。
　　 本文結(jié)合四川省教育廳重點(diǎn)科技項(xiàng)目“6105超低排放沼氣專用內(nèi)燃機(jī)關(guān)鍵技術(shù)的研究”，以東風(fēng)610

2、5天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)為基礎(chǔ)機(jī)型，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)及匹配研究，使其滿足發(fā)電用沼氣發(fā)電機(jī)的要求。沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的總體方案采用稀薄燃燒、增壓中冷、電控調(diào)壓器+比例式混合器供氣及電控單缸獨(dú)立高能點(diǎn)火等技術(shù)；同時(shí)，對(duì)沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 首先，本文分析了沼氣及沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)，同時(shí)根據(jù)養(yǎng)殖場實(shí)際的沼氣成分，調(diào)制出了試驗(yàn)用沼氣。根據(jù)沼氣的特點(diǎn)，為沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)匹配了控制精度高、柔性大且工作可靠的電控系統(tǒng)、電控調(diào)壓供氣系統(tǒng)及其

3、他關(guān)鍵部件。
　　 在本文中，對(duì)沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)中的比例式混合器進(jìn)行了研究。利用Catia和Fluent軟件，準(zhǔn)確的建立沼氣比例式混合器的計(jì)算模型，且計(jì)算結(jié)果與真實(shí)值誤差很小。試驗(yàn)結(jié)果表明：重新設(shè)計(jì)的沼氣比例式混合器提高了混合氣濃度的控制精度、增強(qiáng)了電控系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在標(biāo)定轉(zhuǎn)速下的最大功率提高了8.6％，比氣耗下降了2.6％，同時(shí)排溫下降了26℃。
　　 其次，根據(jù)沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際情況，優(yōu)化設(shè)計(jì)了其散

4、熱器：計(jì)算得出，該沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱面積為12.42m2、比散熱面積為0.12m2/kW、芯部正面積為0.69m2。通過試驗(yàn)驗(yàn)證，沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)，水溫始終維持在80.2～88.7℃，因此對(duì)散熱器的優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期的目的。
　　 最后，對(duì)沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣濃度、點(diǎn)火提前角等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了電控標(biāo)定，優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。同時(shí)，對(duì)甲烷濃度為63％和73％的沼氣在燃料供給系統(tǒng)滿足甲烷濃度為68％的沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)做功的標(biāo)定研究，得出：當(dāng)沼氣