電控噴射單一燃料CNG轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的試驗(yàn)研究.pdf

1、本文在某新型轎車(chē)用小排量汽油機(jī)的基礎(chǔ)上，成功開(kāi)發(fā)了電控噴射單一燃料壓縮天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)。并通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比分析了其與汽油機(jī)在動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性上的區(qū)別。另外還研究了點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的影響以及天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的稀燃特性，并運(yùn)用GT-power進(jìn)行了相關(guān)的數(shù)值模擬計(jì)算。
　　 試驗(yàn)研究了該電控噴射單一燃料CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能，發(fā)動(dòng)機(jī)功率在5700r/min附近達(dá)到60.1kW，升功率達(dá)到45kW/L，扭矩在4500r/min附近達(dá)到

2、最大，最大扭矩為109Nm。通過(guò)與汽油機(jī)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的功率較汽油機(jī)平均降低了5.82kW，最大功率僅僅降低了7.35％；氣耗率下降較為明顯，平均降低了約17.7％。在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，CNG發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料轉(zhuǎn)化效率(FCE)保持在30％以上，平均比汽油機(jī)高出了9.68％，而在高轉(zhuǎn)速區(qū)域，轉(zhuǎn)換效率更加明顯。
　　 隨著點(diǎn)火時(shí)刻的提前，發(fā)動(dòng)機(jī)的平均有效壓力(BMEP)逐漸增大，而燃料消耗量(BSFC)逐漸減小。缸內(nèi)壓力和放熱

3、率增加，相應(yīng)的峰值向上止點(diǎn)偏移，而此時(shí)，火焰發(fā)展期越來(lái)越長(zhǎng)，快速燃燒期越來(lái)越短，后燃期基本上沒(méi)有變化。點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)CO的排量影響不大，HC和NOx的排放量隨著點(diǎn)火時(shí)刻的提前而增大。
　　 試驗(yàn)研究了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的稀燃特性。研究表明，隨著λ的增大，BMEP和FCE先增大后減小，BSFC先減小后增大。在λ=1.0～1.1時(shí)，該發(fā)動(dòng)機(jī)的BMEP最大，BSFC最小，F(xiàn)CE更是達(dá)到了31％以上。這說(shuō)明CNG發(fā)動(dòng)機(jī)在混合氣較稀的情況下仍能實(shí)現(xiàn)

4、較高的燃料轉(zhuǎn)換。隨著λ增大，最高燃燒壓力和最大放熱率先增大后減小。在λ＞1.4時(shí)，其峰值已經(jīng)變得很小。火焰發(fā)展期略有減小，而快速燃燒期增長(zhǎng)的幅度比較大。在尾氣排放方面，CO和HC隨λ的增大先減小后增大，NOx則先增大后減小。在λ=1.0～1.1時(shí)，CO和HC排放達(dá)到最小，NOx排放達(dá)到最大值。
　　 本文還運(yùn)用GT-Power建立了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的計(jì)算模型，并對(duì)該發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能，點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響，發(fā)動(dòng)機(jī)的稀燃特性進(jìn)行了分析