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《北京交通大学》 2008年
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低热值气体燃料发动机性能研究

王煜  
【摘要】: 当今世界能源紧张,由于传统内燃机过分依赖于石油化工燃料,作为现代文明社会重要标志的汽车及发动机,其发展正承受着来自能源紧张问题的巨大挑战。实现本世纪汽车及发动机工业健康发展的根本出路,就要减少对石油的过度依赖。探索开发替代石油基燃料的新型洁净燃料是解决此问题的重要途径之一。而其中低热值气体燃料应用于发动机领域的研究也正在成为研究所关注的焦点。 论文题目为低热值气体燃料发动机性能研究。来自于国家自然基金项目“发动机燃用低热值掺氢混合气体燃料的基础研究”主要内容的一部分。研究的对象为低热值气体燃料发动机,采用台架试验研究与模拟分析相结合的研究方法。按照真实的低热值气体燃料的成份和各成份体积比例,配制出低热值混合气体燃料,并对发动机燃用不同组分的低热值混合气体燃料的性能进行研究,并在试验的基础上利用GT-Power软件对发动机燃用低热值混合气体燃料进行模拟分析。 研究首先利用现有的单缸柴油机,在其基础上进行改造,加装点火系统和燃料喷射系统;开发针对低热值气体燃料发动机的电控系统等,将其改造成为适合于燃用低热值混合气体燃料的发动机。 其次针对发动机燃用低热值混合气体燃料进行台架试验研究。整理试验数据,得出以下结论: (1)发动机燃用低热值混合气体燃料情况下,由于燃料热值较低,发动机动力性较燃用单纯CNG情况有所降低。但可以达到发动机功率要求。 (2)发动机燃用低热值混合气体燃料的燃料消耗率较燃用单纯CNG情况有所增加,但由于低热值混合气体燃料价格便宜,其经济性优于燃用CNG。 (3)由于低热值混合气体燃料热值较低,在发动机缸内燃烧时燃烧温度较低,造成CO和HC排放较燃用CNG情况有所增加,但NO_x的排放低于燃用CNG情况。 最后,利用GT-power软件对低热值气体燃料发动机进行模拟计算分析,通过改变点火提前角和对燃用其它组分的低热值混合气体燃料的模拟,分析低热值气体燃料发动机的燃烧及排放特性,并得出结论。模拟分析为今后的试验研究奠定了理论基础。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TK431

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