柴油引燃天然气发动机低速大负荷性能改善研究(附件)
本文针对柴油引燃天然气发动机低速大负荷下的排放过高问题，通过研究不同替代率下柴油引燃天然气发动机的性能与排放，以期降低双燃料发动机的排放与燃烧变动过大的现象。结果表明在低速大负荷工况下， CO，HC，CO2，NOx以及碳烟的排放变化明显，燃油消耗与燃气压力也存在一定的问题，但是随着替代率的增加，许多方面都得到了一定的改善。关键词 柴油引燃天然气，发动机，经济性，排放
目 录
1.绪论 1
1.1柴油引燃天然气发动机的介绍 1
1.2混合气体的形成与燃烧原理介绍 1
1.3柴油机发展面临的问题 2
1.4天然气发动机的优势 2
1.5研究的目的及意义 2
1.6柴油引燃天然气发动机国内外研究现状 3
2.试验设计 4
2.1试验发动机 4
2.2试验用燃料 5
2.3试验仪器设备 6
2.4试验方法 7
3.试验结果以及分析 8
3.1替代率 8
3.2喷油正时随替代率的变化关系 9
3.3过量空气系数随替代率变化关系 10
3.4不同大负荷下替代率对经济性的影响 10
3.5不同大负荷下排气温度随替代率的变化关系对比 11
3.6不同大负荷下排放对比 12
3.7低速大负荷下的燃气压力变化对比..16
结 论 18
致 谢 19
参 考 文 献 20
1.绪论
1.1柴油引燃天然气发动机的介绍
为了迎合越来越严格的发动机排放法规，近段时间来已经提出了许多不正常燃烧的概念，双燃料燃烧模式被认为是对于面对发动机排放控制项目的最有发展潜力的方法之一。并且对于柴油引燃天然气发动机来说，这种情况是将天然气与先导柴油结合在一起的新的发动机。此外，在双燃料发动机中，天然气作为一种重要的燃料，用非常小量的先导柴油点燃，它直接喷射到顶部停止点（Top Dead Center,TDC）附近的气缸中。近年来为了探索双燃料燃烧性能和尾气排放，已经进行了许多的研究。这种发动机可以随意的从柴油引燃天然气工况以及单单 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
以柴油工况中切换工作，柴油引燃天然气发动机不仅拥有者天然气发动机的有点，也有着柴油机的高效的燃油燃烧。柴油引燃天然气发动机在燃油消耗上是存在优势的，两种燃料可以用合理的比例共同点燃，不仅可以控制发动机的功率、转速，还可以优秀的跳过气体以及液体燃料在两者开发的冲撞，还有比较低的废气的排出，颗粒物的释放也比较的少。双燃料发动机可以将天然气的优势与柴油发动机的有点有效的统一起来从而取长补短。柴油引燃天然气发动机的燃料可以用合理的比例燃烧。 在确保发动机功率和速度的同时，还可以避免气体燃料和液体燃料设计之间的冲突，以及较低的废气排放和微粒排放。
1.2混合气体的形成与燃烧原理介绍
发动机在气缸的外边利用混合气使得空气和天然气混合，进入气缸后，在接近压缩行程结束时已经形成非常均匀的混合气（由于没有液体存在，混合气的品质要比汽油机的汽油与空气形成的混合气品质好）。在这个时间点放进一点点的引燃柴油，当火焰出现的时候，混合气体也就被点着了，火焰通过掺杂的气体到达到整个燃烧室。更换气体混合物中天然气所占的比例，然后输出的功率也会被安排在一定的值，在这个方面和柴油机很像。
柴油机点火后，在压缩点之前，在高压下喷射燃烧室 ，同时马上进准备物理和化学反应，包括燃料雾化、火焰之前的变化，经过低焰、蓝色火焰与温度高的火焰三个变化后着火，引燃柴油的引燃阶段是温度小并且过程多的，多出来的柴油，把气缸的温度和气压也搞搞了，并且和大量的火花塞相同点着天然气与空气所结合的气体，由于引燃柴油的点火能量是很大的，比起火花塞而言，因此天然气与空气结合气体的燃烧是一种温度大一个阶段的燃烧。
1.3柴油机发展面临的问题
近年来，在中国汽车的发展是有目共睹的，总之是非常的快，拥有汽车的家庭也越来越多，没户人家拥有的汽车也在上涨，在汽车发动机的运转过程中，会产生污染物，对地球环境来说危害是很大的，能源的消耗也很大。我们要保护周围的环境，在能源上，我们也要相出合适的办法来缓解能源危机，柴油引燃天然气发动机对于国外来说，研究的力度还是蛮大的。此发动机就好在它是经济的并且动力性,在外面也会被更多的人利用起来，当做一种便利对于汽车和机械工程来说，但是柴油机所用的能源是石油，对于中国来说原油的消耗量达到中国原油年产量的两倍不止，对于原油的进口太过于依赖，而且随着时间变化，中国对于原油的产量原来越少，反之对于原油的进口量只会越来越多。并且对于柴油机来讲，二氧化碳、碳烟、氮氧化合物(NOx)生成的比较多, 排到空气里面，对地球的环境以及人们的身体来说是有危害的，如果不采取经济有效的方案的话, 随着汽车排放法规的逐渐严格，柴油机在以后很可能被控制数量。
1.4天然气发动机的优势
天然气的主要组成部分是甲烷, CH的数值相比较其他的碳氢化合物来说是很高的，是一种气态燃料, 其点着的温度很高并且还有好的抗爆功能。柴油机在气体的掺混来说不太好，对于柴油引燃天然气发动机来说，里面的压缩天然气和空气结合的时候都是相同的物理形态, 点着以后燃烧的也更好, 因此, 天然气发动机燃烧以后基本是没有微粒的排放的，在这个方面要比柴油机好, 它是一种公认清洁能源，有害物的排放是很少的。天然气在很多方面是有优势的，比如地球上的储存量，各种成本，对于环境的亲和力度, 所以天然气发动机也越来越得到人们的认同, 它的发展也是越来越好的。
1.5研究的目的及意义
针对于发动机的排放问题, 世界上很多的国家制定的汽车排放法规逐渐严格的时刻, 发展着清洁燃料的汽车。柴油引燃的天然气发动机有着方便的改装优势，并且成本也是很低，受到重视。对于现在来说，很多的人都是很看好这种模式的，应用也最多。对于柴油引燃天然气发动机的研究也越来越重要，其各项性能指标随着速度以及负荷的变化而变化。在各方面的改进上也是很好的。
目 录
1.绪论 1
1.1柴油引燃天然气发动机的介绍 1
1.2混合气体的形成与燃烧原理介绍 1
1.3柴油机发展面临的问题 2
1.4天然气发动机的优势 2
1.5研究的目的及意义 2
1.6柴油引燃天然气发动机国内外研究现状 3
2.试验设计 4
2.1试验发动机 4
2.2试验用燃料 5
2.3试验仪器设备 6
2.4试验方法 7
3.试验结果以及分析 8
3.1替代率 8
3.2喷油正时随替代率的变化关系 9
3.3过量空气系数随替代率变化关系 10
3.4不同大负荷下替代率对经济性的影响 10
3.5不同大负荷下排气温度随替代率的变化关系对比 11
3.6不同大负荷下排放对比 12
3.7低速大负荷下的燃气压力变化对比..16
结 论 18
致 谢 19
参 考 文 献 20
1.绪论
1.1柴油引燃天然气发动机的介绍
为了迎合越来越严格的发动机排放法规，近段时间来已经提出了许多不正常燃烧的概念，双燃料燃烧模式被认为是对于面对发动机排放控制项目的最有发展潜力的方法之一。并且对于柴油引燃天然气发动机来说，这种情况是将天然气与先导柴油结合在一起的新的发动机。此外，在双燃料发动机中，天然气作为一种重要的燃料，用非常小量的先导柴油点燃，它直接喷射到顶部停止点（Top Dead Center,TDC）附近的气缸中。近年来为了探索双燃料燃烧性能和尾气排放，已经进行了许多的研究。这种发动机可以随意的从柴油引燃天然气工况以及单单 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
以柴油工况中切换工作，柴油引燃天然气发动机不仅拥有者天然气发动机的有点，也有着柴油机的高效的燃油燃烧。柴油引燃天然气发动机在燃油消耗上是存在优势的，两种燃料可以用合理的比例共同点燃，不仅可以控制发动机的功率、转速，还可以优秀的跳过气体以及液体燃料在两者开发的冲撞，还有比较低的废气的排出，颗粒物的释放也比较的少。双燃料发动机可以将天然气的优势与柴油发动机的有点有效的统一起来从而取长补短。柴油引燃天然气发动机的燃料可以用合理的比例燃烧。 在确保发动机功率和速度的同时，还可以避免气体燃料和液体燃料设计之间的冲突，以及较低的废气排放和微粒排放。
1.2混合气体的形成与燃烧原理介绍
发动机在气缸的外边利用混合气使得空气和天然气混合，进入气缸后，在接近压缩行程结束时已经形成非常均匀的混合气（由于没有液体存在，混合气的品质要比汽油机的汽油与空气形成的混合气品质好）。在这个时间点放进一点点的引燃柴油，当火焰出现的时候，混合气体也就被点着了，火焰通过掺杂的气体到达到整个燃烧室。更换气体混合物中天然气所占的比例，然后输出的功率也会被安排在一定的值，在这个方面和柴油机很像。
柴油机点火后，在压缩点之前，在高压下喷射燃烧室 ，同时马上进准备物理和化学反应，包括燃料雾化、火焰之前的变化，经过低焰、蓝色火焰与温度高的火焰三个变化后着火，引燃柴油的引燃阶段是温度小并且过程多的，多出来的柴油，把气缸的温度和气压也搞搞了，并且和大量的火花塞相同点着天然气与空气所结合的气体，由于引燃柴油的点火能量是很大的，比起火花塞而言，因此天然气与空气结合气体的燃烧是一种温度大一个阶段的燃烧。
1.3柴油机发展面临的问题
近年来，在中国汽车的发展是有目共睹的，总之是非常的快，拥有汽车的家庭也越来越多，没户人家拥有的汽车也在上涨，在汽车发动机的运转过程中，会产生污染物，对地球环境来说危害是很大的，能源的消耗也很大。我们要保护周围的环境，在能源上，我们也要相出合适的办法来缓解能源危机，柴油引燃天然气发动机对于国外来说，研究的力度还是蛮大的。此发动机就好在它是经济的并且动力性,在外面也会被更多的人利用起来，当做一种便利对于汽车和机械工程来说，但是柴油机所用的能源是石油，对于中国来说原油的消耗量达到中国原油年产量的两倍不止，对于原油的进口太过于依赖，而且随着时间变化，中国对于原油的产量原来越少，反之对于原油的进口量只会越来越多。并且对于柴油机来讲，二氧化碳、碳烟、氮氧化合物(NOx)生成的比较多, 排到空气里面，对地球的环境以及人们的身体来说是有危害的，如果不采取经济有效的方案的话, 随着汽车排放法规的逐渐严格，柴油机在以后很可能被控制数量。
1.4天然气发动机的优势
天然气的主要组成部分是甲烷, CH的数值相比较其他的碳氢化合物来说是很高的，是一种气态燃料, 其点着的温度很高并且还有好的抗爆功能。柴油机在气体的掺混来说不太好，对于柴油引燃天然气发动机来说，里面的压缩天然气和空气结合的时候都是相同的物理形态, 点着以后燃烧的也更好, 因此, 天然气发动机燃烧以后基本是没有微粒的排放的，在这个方面要比柴油机好, 它是一种公认清洁能源，有害物的排放是很少的。天然气在很多方面是有优势的，比如地球上的储存量，各种成本，对于环境的亲和力度, 所以天然气发动机也越来越得到人们的认同, 它的发展也是越来越好的。
1.5研究的目的及意义
针对于发动机的排放问题, 世界上很多的国家制定的汽车排放法规逐渐严格的时刻, 发展着清洁燃料的汽车。柴油引燃的天然气发动机有着方便的改装优势，并且成本也是很低，受到重视。对于现在来说，很多的人都是很看好这种模式的，应用也最多。对于柴油引燃天然气发动机的研究也越来越重要，其各项性能指标随着速度以及负荷的变化而变化。在各方面的改进上也是很好的。
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