本文關鍵詞：進氣位置對重型天然氣發(fā)動機各缸均勻性的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學》 2013年

進氣位置對重型天然氣發(fā)動機各缸均勻性的影響

葛思非  

【摘要】：在世界經濟與汽車產業(yè)飛速發(fā)展的今天，能源危機與環(huán)境污染兩大問題成為了制約汽車發(fā)展與人類進步的重要因素，因此全世界都在尋找清潔的替代能源，以滿足越來越嚴格的排放法規(guī)以及世界可持續(xù)發(fā)展的要求。天然氣作為現今應用最為廣泛、相關技術最為成熟的石油代用燃料，具有儲量大、熱值高、價格低廉和排放清潔等優(yōu)點，但同時存在火焰?zhèn)鞑ニ俣嚷约叭紵粔蚍�(wěn)定等問題。如何在保證天然氣發(fā)動機動力性、經濟性以及排放性的同時改善燃燒穩(wěn)定性與均勻性成為了當今研究的熱點。 天然氣發(fā)動機系統(tǒng)的老化可能會引起各缸之間燃燒過程的顯著差異，從而導致震動和污染物排放的增加，對內燃機工作穩(wěn)定性以及使用壽命都有較大的影響。本研究采用的方法是通過發(fā)動機各氣缸蓋上的缸壓傳感器收集各工況的缸壓信號，結合燃燒分析儀給出的數據對各缸均勻性問題進行研究。 本研究對CA6SL2-30E3N重型天然氣發(fā)動機在ECS13工況試驗下的各缸均勻性進行了分析，包括平均指示壓力以及放熱速度等數據，得到發(fā)動機工作均勻性隨轉速以及負荷的變化規(guī)律。通過閱讀文獻得知，造成發(fā)動機燃燒的不均勻性的主要原因之一是進氣量不均勻。因此對進氣總管的位置進行改動，分別設置為前端進氣以及后端進氣，并根據各進氣位置的發(fā)動機800-2100r/min轉速的全負荷試驗，對比三種進氣方式對發(fā)動機燃燒均勻性的影響。同時，考查三種進氣方式對發(fā)動機動力性、經濟性以及排放性的影響。 分析試驗發(fā)動機原機進氣方式的ESC13工況數據，結論如下： 1.低轉速時，25%和100%負荷下的IMEP偏差比明顯高于其他負荷；當負荷達到50%、75%以及100%時，IMEP偏差比隨著轉速的增大明顯增加。 2.負荷一定時，各缸CA10的偏差比隨轉速的增大呈明顯上升趨勢；各轉速下的25%負荷工況，各缸CA50的偏差比均明顯高于另外三個負荷；50%與75%負荷下各缸CA50偏差比差別并不大；而100%負荷下的CA50偏差比則明顯高于前兩者。 3.全負荷試驗中，IMEP偏差比隨轉速的升高先降低后升高，當轉速為1300-1400r/min時，發(fā)動機各缸均勻度最好, IMEP的偏差比僅為0.33%； CA10和CA50的偏差比隨著轉速的升高有增大的趨勢，CA90的偏差比隨轉速的升高而降低。改變天然氣發(fā)動機進氣位置獲得結論如下： 1.前端進氣方式IMEP的偏差比在各轉速下均高于另外兩種進氣方式，變化趨勢與原機中部進氣方式基本一致；前端與后端進氣方式CA10的偏差比隨轉速的變化趨勢基本保持一致，均勻性均好于原機的中部進氣方式；三種進氣方式CA50的偏差比隨轉速的變化趨勢與CA10類似，而各進氣方式下CA90的偏差比隨轉速的變化基本一致。 2.當發(fā)動機工作在低轉速工況時，三種進氣方式100%負荷下的扭矩輸出基本保持一致；而當轉速繼續(xù)增大時，前端進氣方式的扭矩輸出略高于另外兩種進氣方式，而后端進氣方式的扭矩輸出最低。 3.當發(fā)動機轉速處于800-1700r/min范圍內時，三種進氣方式下NOx的排放量并沒有明顯的差異，而當發(fā)動機在高轉速工況下工作時，中部進氣方式的NOx排放高于另外兩種進氣方式；發(fā)動機THC排放量隨轉速的增加呈先增加后降低的變化趨勢，當轉速達到1800r/min以上時，前端進氣與中部進氣方式下THC的排放量隨轉速增加的變化趨勢基本相同，均略高于后端進氣方式。 4.三種進氣方式下發(fā)動機的比氣耗隨轉速增加呈先降低再升高的變化趨勢，當發(fā)動機工作在轉速為1100-1700r/min的工況下，經濟性明顯好于其他轉速工況。當轉速為800-1800r/min時，前端進氣方式的比氣耗明顯低于其他兩種進氣方式，；當發(fā)動機轉速上升至1800r/min以上時，中部進氣與前端進氣方式的經濟性隨轉速變化的趨勢基本一致，均優(yōu)于后端進氣方式。 5.該發(fā)動機的循環(huán)變動系數隨轉速的增加呈先增大后降低的變化規(guī)律，，相對來說前端進氣方式下各缸循環(huán)變動較小，各缸均未超過8%；無論采用哪個進氣位置，靠近進氣總管的一到兩個氣缸的循環(huán)變動總是最大的。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TK431
【目錄】：

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