低散熱壓縮著火天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的試驗(yàn)研究.pdf

1、推廣使用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)有利于降低內(nèi)燃機(jī)的排氣污染,實(shí)現(xiàn)能源多元化確保國(guó)家能源安全.為改善現(xiàn)有點(diǎn)燃式天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)存在的熱效率低、功率密度低的缺點(diǎn),研究開(kāi)發(fā)新型燃燒系統(tǒng)是天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)面臨的科學(xué)問(wèn)題.本文在總結(jié)和分析國(guó)內(nèi)外天然氣壓縮著火燃燒過(guò)程研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,提出了一種分隔室式天然氣燃燒系統(tǒng),研究開(kāi)發(fā)了具有低散熱結(jié)構(gòu)的壓縮著火天然氣發(fā)動(dòng)機(jī).提出利用缸內(nèi)混合氣濃度分層和溫度分層,有效地緩解了中高負(fù)荷時(shí)預(yù)混合壓燃存在的敲缸現(xiàn)象,并研究了電熱塞溫度

2、、進(jìn)氣加熱溫度、隔熱效果、高壓供氣定時(shí)及高低壓供氣比例對(duì)燃燒過(guò)程的影響.本文介紹了作者進(jìn)行的如下研究工作: 研究設(shè)計(jì)了電控天然氣復(fù)合供氣系統(tǒng).該系統(tǒng)在進(jìn)氣管處設(shè)置低壓噴射閥,副室內(nèi)設(shè)置高壓噴射閥,在電控單元的控制下可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)低壓供氣和高、低壓復(fù)合供氣兩種供氣方式,控制時(shí)鐘頻率為0.5℃A,因此該供氣系統(tǒng)具有控制精度高、工作方式靈活的特點(diǎn). 設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了低散熱分隔室式燃燒系統(tǒng)并研究了天然氣壓縮著火起動(dòng)性能.試驗(yàn)結(jié)果表明,增

3、加通道直徑、提高輔助加熱溫度有利于實(shí)現(xiàn)著火起動(dòng).低壓供氣方式的起動(dòng)性能優(yōu)于復(fù)合供氣方式. 針對(duì)預(yù)混合壓縮著火燃燒過(guò)程出現(xiàn)的失火和敲缸,研究了在分隔室式燃燒系統(tǒng)中利用缸內(nèi)溫度分層對(duì)失火和敲缸的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明,提高電熱塞溫度和進(jìn)氣加熱溫度有助于避免失火現(xiàn)象的發(fā)生.采用大尺寸通道和活塞頂不隔熱的措施有助于擴(kuò)大燃燒室內(nèi)溫度分層,對(duì)提高副室著火性能,降低主室燃燒速度有利. 在通道直徑d=14mm活塞頂不隔熱的條件下,轉(zhuǎn)速100

4、0r/min時(shí)最大輸出功率可擴(kuò)展到原機(jī)功率的42﹪. 在分隔室式燃燒系統(tǒng)中,利用天然氣復(fù)合供氣方式研究了主副燃燒室混合氣濃度分層對(duì)天然氣壓縮著火燃燒過(guò)程和發(fā)動(dòng)機(jī)功率輸出的影響.試驗(yàn)結(jié)果表明,適當(dāng)減小通道直徑、增加高壓供氣比例及減小高壓供氣提前角均有利于提高缸內(nèi)混合氣分層效果,實(shí)現(xiàn)主副燃燒室的兩階段著火燃燒,推遲了主室內(nèi)著火時(shí)刻,降低燃燒速度,有效地克服了中高負(fù)荷時(shí)的燃燒敲缸.在通道直徑d=8mm轉(zhuǎn)速1200r/min時(shí)達(dá)到原機(jī)功