摻氫天然氣HCCI發(fā)動機(jī)燃燒特性模擬研究.pdf

1、隨著不可再生的石油資源的日趨減少和人們環(huán)保意識的不斷提高，內(nèi)燃機(jī)代用燃料逐漸受到人們的重視。我國天然氣儲量豐富，其成本為僅為石油的1/3，且燃燒后所排放的有害物質(zhì)少于石油，如果能將天然氣作為內(nèi)燃機(jī)的替代燃料，不僅可以做到緩和內(nèi)燃機(jī)燃料危機(jī)的問題，同時(shí)可以減少污染物的排放。眾多學(xué)者對內(nèi)燃機(jī)的替代燃料做過研究，其中天然氣摻氫技術(shù)受到了學(xué)者的高度重視，這種混合燃料對未來汽車行業(yè)的發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義和影響。
　　文中利用Chemkin軟件

2、中的發(fā)動機(jī)單區(qū)模型，針對摻氫比在5％及5％以下的天然氣HCCI內(nèi)燃機(jī)的燃燒特性進(jìn)行了模擬研究。以VolvoTD100發(fā)動機(jī)為原型進(jìn)行建模，模擬計(jì)算了天然氣成分為甲烷90％，乙烷10％的HCCI內(nèi)燃機(jī)的燃燒情況，并與文獻(xiàn)當(dāng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比，模擬計(jì)算得到的缸內(nèi)壓力和缸內(nèi)溫度要略高于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，這是因?yàn)?，模擬計(jì)算忽略了氣缸壁的熱量損失，且假定氣缸內(nèi)各處的溫度和壓力都是相同的，而實(shí)際情況是各點(diǎn)的溫度應(yīng)該略有不同;在缸徑為100mm、沖程1

3、20mm、轉(zhuǎn)速1000rpm、壓縮比為16的單缸發(fā)動機(jī)上研究了不同摻氫比(0％、2％、5％)對天然氣HCCI內(nèi)燃機(jī)燃燒特性的影響，隨著摻氫比的增加，著火時(shí)刻顯著提前，放熱率升高，氮氧化物排放增加，缸內(nèi)壓力和缸內(nèi)溫度有一定提升，這是因?yàn)闅錃獾娜紵俣纫忍烊粴饪?，點(diǎn)火能量低且稀燃極限寬，在天然氣中添加少量的氫氣會對內(nèi)燃機(jī)的燃燒有明顯的促進(jìn)作用，提高混合氣的燃燒速率，拓寬稀燃極限;在缸徑為100mm、沖程120mm的單缸發(fā)動機(jī)上模擬計(jì)算了不

4、同進(jìn)氣溫度、進(jìn)氣壓力、壓縮比、轉(zhuǎn)速和過量空氣系數(shù)對5％體積摻氫比的天然氣HCCI內(nèi)燃機(jī)燃燒特性的影響，進(jìn)氣溫度和進(jìn)氣壓力的變化對摻氫天然氣發(fā)動機(jī)影響較大，兩者的提高都能夠使著火時(shí)刻提前，壓縮比越大，缸內(nèi)壓力和缸內(nèi)溫度越高，氮氧化物排放越多，提高過量空氣系數(shù)有利于降低NO排放，轉(zhuǎn)速對摻氫天然氣發(fā)動機(jī)的影響較小;利用Chemkin軟件中的發(fā)動機(jī)多區(qū)模型，通過化學(xué)反應(yīng)路徑分析模塊，對摻氫天然氣HCCI內(nèi)燃機(jī)的NOx生成機(jī)理進(jìn)行分析，探究NO在