火花点火式天然气发动机燃烧系统的研究

本文介绍了天然气发动机预燃室燃烧系统的研制过程，新设计的燃烧系统工作可靠，性能优良。试验结果表明：预燃室内混合气着火稳定、火焰传播迅速；主燃室燃烧速度高、持续期短、无后燃现象，整机性能比原机有较大提高。

火花点火式天然气发动机的研制

由于石油资源的逐渐枯竭和排放法规的日益严格 ,使天然气发动机在全世界得到广泛地发展。文章介绍了由柴油机改制成火花点火式天然气发动机的主要设计过程 ,分析了此类型发动机在改制过程中应注意的几个问题 ,介绍了 412 5天然气发动机的改制特点 ,通过发动机台架试验 ,讨论了该发动机的工作特性 ,其结果是令人满意的。

火花点火式天然气发动机技术分析

本文简要介绍了目前国内外火花点火式天然气发动机的研究、开发。

柴油机改为火花点火式天然气发动机技术研究

结合天然气的特性,通过理论分析,论述了柴油机改为火花点火式天然气发动机所涉及的技术问题,如进气系统、燃烧系统、点火系统、控制策略等。

火花点火式天然气发动机燃烧系统的近期发展

分析了天然气发动机燃烧系统的研究现状。叙述了近10年来国内外专家对火花点火式天然气发动机传统盆形燃烧室进行的革新，在实现燃烧系统稀燃、快燃方面取得的进展。这些改进的燃烧系统可分为开式燃烧系统和分隔式燃烧系统（预燃烧室燃烧系统）。根据研究现状，提出了一种新的火焰喷射式燃烧系统，目前已完成整体构思和火焰喷射器的总体设计。这种燃烧系统是开式和分隔式燃烧系统的一种结合，对现有发动机不作任何改动，具有火焰喷射器结构参数容易优化、研究周期短、开发费用低等优点。

天然气掺氢火花点火式发动机排放性能研究

在一台天然气掺氢的火花点火发动机上,研究了掺氢比和过量空气系数对发动机排放性能的影响.结果表明,在掺氢比一定时,过量空气系数对HC、CO、NOx和CO2排放有较大的影响.在相同过量空气系数下,随着掺氢比的增加,HC排放量有所降低,特别是稀燃下的HC排放量大幅降低.NOx排放量随掺氢比的增加而增加,而CO2排放量随掺氢比的增加而减少.掺氢后,发动机的稀燃极限有所提高,稀燃条件下发动机的HC、CO、CO2和NOx的排放量比较低.

预燃室式火花点火天然气发动机燃烧模型

由于全球能源和环保的要求，预燃室式火花点火天然气发动机近十年来得到迅速发展。在实验研究方面已经取得很大进展，但是在燃烧模型方面，目前尚未见到有报道。本文根据主、副燃烧室中气体流动过程的质量和能量的交换关系，建立了预燃室式火花点火天然气发动机的燃烧模型，根据实验结果，提出了缸内紊流强度的模拟方法和喷孔边界模型。台架试验结果表明，计算值与实验值吻合较好。为发动机燃烧过程分析、性能预测提供了一种有效的工具。

火花点火式天然气发动机的准维燃烧模型

近十年来，由于能源和环保的要求，火花点火天然气发动机以高效、低污染燃烧的优点正在迅速发展。为了分析和研究这种发动机的燃烧过程，预测多种参数变化对性能的影响，建立了火花点火式天然气发动机的准维燃烧模型。根据倒拖发动机的实验结果，对缸内紊流的衰减和产生进行了模化，提出了缸内紊流强度计算的方法。试验表明，模型的计算值和试验值具有很好的一致性。该模型计算精度高、工程应用方便，为缸内燃烧过程分析、性能预测提供了一种有效的工具。

火花点火发动机燃用天然气掺氢混合燃料循环变动研究

在火花点火天然气发动机上开展了不同掺氢比天然气掺氢混合燃料(氢气在混合燃料中的体积分数为0%、12%、23%、30%和40%)循环变动的试验研究,试验工况点对应于发动机中低负荷。分析了掺混氢气对天然气发动机循环变动的影响。研究结果表明:在稀燃条件下,随着掺氢比的增加,缸内最高压力、最大压力升高率以及平均指示压力均增加。随着掺氢比增加,缸内最高压力与其对应的曲轴转角之间和最大压力升高率与其对应的曲轴转角之间的相关性更强。在化学计量比或浓燃时,掺混氢气可以维持平均指示压力的循环变动系数在较低的水平。在稀燃时,平均指示压力的循环变动系数随掺氢比增加而降低。平均指示压力的循环变动系数达到10%所对应的过量空气系数随掺氢比增加而增加,表明天然气掺混氢气扩展了天然气发动机的稳定稀燃极限。

天然气掺氢火花点火发动机性能与排放研究

在一台燃用CNG/H2混合燃料的火花点火发动机上,开发了一个电子控制单元(ECU)来控制发动机点火提前角和混合气浓度,并研究了不同掺氢比(氢气的体积分数分别为0%、10%、20%和26%)对发动机性能和排放的影响.研究结果表明:天然气掺氢后发动机功率和有效热效率有所降低;在相同过量空气系数下,随着掺氢比的增加,发动机的最佳点火提前角推迟,HC、CO2排放得到降低,NOx排放有所增加.掺氢后可以提高发动机的稀燃极限,在稀燃下可以得到较低的HC、CO、CO2和NOx排放.

火花点火天然气发动机燃烧过程CFD研究

为了研究点燃式天然气发动机燃烧系统的燃烧过程和缸内气体运动规律,应用CFD软件对一台点燃式天然气发动机的燃烧过程进行了多维模拟计算。通过计算得到了发动机缸内气体的流场、温度场及火焰传播等计算信息,并分析研究了压缩及燃烧过程中缸内气体的流动规律及温度分布规律以及湍动能对火焰传播的影响,为燃烧室的设计及燃烧过程性能优化提供了理论性指导。

火花点火发动机燃用天然气/氢气混合燃料配合EGR的燃烧特性

在一台天然气/氢气混合燃料火花点火式发动机上,开展了不同掺氢比和不同废气再循环(EGR)率下发动机的燃烧特性研究。研究结果表明:掺氢比一定时,火焰发展期、快速燃烧期和燃烧持续期均随EGR率的增加而增加;EGR率一定时,火焰发展期、快速燃烧期和燃烧持续期均随掺氢比的增加而缩短,氢气的加入对火焰发展期的改善作用比对快速燃烧期的改善作用更明显。掺氢比的增加可降低平均指示压力的循环变动系数,相同平均指示压力循环变动系数下掺氢可允许使用更大的EGR率,大EGR率时天然气掺氢对平均指示压力循环变动系数的降低效果更为明显。

火花点火天然气发动机燃烧过程数值模拟

使用CDAJ公司的CFD软件STAR-CD对某天然气发动机燃烧过程进行了模拟计算,计算的缸内压力与试验结果吻合良好,模拟计算获得了试验不易得到的缸内气体速度场、温度场等信息,为燃烧室设计及燃烧过程优化提供了理论性指导。

火花点火天然气发动机工作过程的数值模拟

近年来,由于能源和环保的要求,火花点火天然气发动机以高效、低污染燃烧的优点正在迅速发展。为了分析和研究这种发动机的运行特性,预测多种参数变化对性能的影响,将零维模型应用于气体燃料发动机燃烧过程中。试验表明,模型的计算值和试验值具有很好的一致性。模拟计算弥补了实验测试中的不足,可以从更深层次地认识气体燃料发动机的运行特性和规律。

火花点火天然气发动机CFD变参数研究

应用AVL三维CFD软件FIRE,对一台柴油/天然气双燃料发动机改成的单一燃料天然气火花点火发动机进行了多维数值模拟计算。分别针对压缩比、过量空气系数、点火提前角进行了模拟研究,为大型天然气发动机的开发研究提供了有价值的参考数据。

过量空气系数对火花点火天然气发动机排放影响的研究

文中介绍了由丰田8A发动机改装成的火花点火天然气发动机系统,试验研究了过量空气系数对天然气发动机排放物的影响,试验表明:随过量空气系数的增加,NOx排放先增加后减少,总碳氢和一氧化碳排放先减少后增加;当过量空气系数为1.1是NOx排放达最大值,随着过量空气系数的继续增加,NOx排放明显下降,但总碳氢和一氧化碳的排放迅速增加。

天然气发动机预燃室式燃烧系统的研究

开发了火花点火天然气发动机预燃室式燃烧系统。该发动机通过采用新型的预燃室式燃烧系统 ,同时对发动机的燃料供给系统、点火系统等进行改进设计 ,实现了两级点火和稀燃、速燃 ,大大提高了燃烧速度 ,从而改善了发动机的动力性 ,降低了排气温度和排放量。试验结果表明 ,新的天然气发动机的动力性与原机基本相当 ,排气污染降低 。

四气门火花点火式发动机缸内的空气运动

在倒拖工况下对四气门火花点火式发动机缸内空气运动进行了实验研究和分析 .采用加长活塞结构及透明活塞顶 ,利用激光多普勒测速仪 (L DA) ,分别对气缸轴线上、燃烧室内和气缸上部两个平面上的速度进行了测量 ,结果表明 :在进气过程中 ,缸内产生了双涡结构 ;在压缩过程初期 ,由于从进气门流向排气门侧的滚动涡旋逐渐增强 ,而另一侧的反向涡旋逐渐减弱 ,形成了单一大尺度的滚动涡流 ;在压缩过程中后期 ,滚流经历了加强、衰减、变形和破碎的过程 .

火花点火式沼气发动机高效燃烧的研究

国内对火花点火式沼气发动机的研究甚少，生产的沼气发动机在运行中出现热负荷高、可靠性与经济性差的问题．本文从分析沼气燃烧特点出发，提出了改善火花点火式沼气发动机性能的快速燃烧方法，并开发出具有风扇形燃烧室的新型快速燃烧系统。

基于快速燃烧的火花点火式沼气发动机性能试验研究

国内对火花点火式沼气发动机的研究甚少 ,生产的沼气发动机在运行中出现热负荷高、可靠性与经济性差的问题。从分析沼气燃烧特点出发 ,提出了改善火花点火式沼气发动机性能的快速燃烧方法 ,并开发出具有风扇形燃烧室的新型快速燃烧系统。通过快速压缩膨胀机对采用风扇形燃烧室的 2 1 35沼气发动机的燃烧过程进行了模拟研究 ,同时进行了发动机的运行对比试验。试验研究表明 :这种新型燃烧系统对改善火花点火式沼气发动机可靠性与经济性具有明显的效果。