伴隨我國能源和環(huán)境的問題的日漸凸顯,節(jié)能和減排已成為我國制定方針政策時所必須要考慮的戰(zhàn)略問題,而內燃機工業(yè)的發(fā)展自然也離不開“節(jié)能、減排”這兩大主題的推動。針對改善我國能源結構、降低尾氣污染物排放的目標,將天然氣應用于汽車動力正是有效方法之一。而我國針對氣體燃料點燃式發(fā)動機的排放法規(guī)也越來越嚴,未來國Ⅵ排放法規(guī)中采用的WHTC(World Harmonized Transient Cycle)循環(huán)是對車輛冷啟動和熱啟動等工況的排放進行全面考核,且對甲烷的限值更加嚴苛。因此為滿足未來法規(guī)要求需采用專用尾氣后處理裝置,如三元催化器(Three Way Catalyst,TWC)。不同于傳統(tǒng)汽油機碳氫污染物的排放,在壓縮天然氣(Compressed Natural Gas,CNG)發(fā)動機的排放污染物中,甲烷占了碳氫污染物的主要部分,而且甲烷被氧化催化的難度較大。因此需要使TWC盡早對甲烷起燃,降低發(fā)動機實際運行中的甲烷排放。本文基于小樣試驗,針對CNG發(fā)動機專用TWC建立甲烷起燃過程模型,探究不同物理參數(shù)下甲烷起燃過程的差異性并分析原因。進一步考慮空燃比波動情況,探究不同空燃比波動相關參數(shù)的影響及其規(guī)律。同時考慮催化器后市場中的替代使用,提出有關甲烷起燃特性的表征量。首先,本文比較了不同物理參數(shù)下甲烷起燃過程的差異性并分析原因。結果表明:在單一變量的情況下,高空速推遲了甲烷起燃和完全轉化狀態(tài),但空速越高其影響效果變得相對有限;載體開口率需增加到一定程度,其促進甲烷起燃的效果才相對明顯;載體孔密度越大,催化劑對甲烷的起燃和達到完全轉化狀態(tài)提前,但孔密度增加到一定程度,其影響變得相對有限;而改變載體壁厚對催化劑甲烷起燃的影響相對有限;針對甲烷起燃過程,壁厚較小的催化器對空速變化的適應性相對更好。此外,本文分析了不同空燃比波動條件和TWC儲氧能力對甲烷起燃過程的影響及規(guī)律。結果表明:在空燃比波動的一定范圍內,空燃比波動振幅的增大會降低甲烷的起燃溫度(T_(50))和完全轉化溫度(T_(90));而空燃比波動的濃燃占空比越大,可相對降低甲烷的T_(50)和T_(90);空燃比波動的中心由偏稀變?yōu)槠珴?可以促進甲烷起燃;TWC的儲氧能力越強可減小λ波動的影響;CNG發(fā)動機專用TWC工作在微濃的進氣條件下有助于甲烷的起燃;同時總結提出將催化器的儲氧能力和出口溫度作為其甲烷起燃特性的表征量。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U467.2
【部分圖文】：

b: 2016 年中國一次能源消耗情況圖 1-1 2016 年一次能源消耗情況Fig.1-1 Global primary energy consumption in 2016天然氣資源的總量中，我國的天然氣資源約占其中的 11，且我國探明的天然氣資源儲量仍在逐年增加[5]。目前，

ETC測試循環(huán)Fig.1-2ETCtestcycle

圖 1-3 WHTC 測試循環(huán)Fig.1-3 WHTC test cycle動機燃燒方式燃燒方式的 CNG 發(fā)動機，其排放物會存在一定差異。的措施會根據(jù)不同的燃燒方式，而選擇不同的后處理方

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本文編號：2830919