点火正时对电控稀燃天然气发动机性能的影响.pdf

中国内燃机学会2008年学术年会暨大功率柴油机分会六届二次联合学术年会论文集 点火正时对电控稀燃天然气发动机性能的影响 王忠恕1 刘忠长1 窦慧莉2 摘要：试验研究了点火正爵对电控耀燃多点喷射天然气发动规燃烧及排放性能的影响规律。对该发动机转 450 750 050 速为1 r／min，1 r／rain．2 r／min，负荷为25％．50％，75％，100％的12个工况点进行了试验研究。研 究结果表明：在其他燃烧边界条件不变的情况下，点火正时对该发动机输出转矩及CH4排放影响不大，但是在 2050 r／min，100％负荷工况下，随着点火正时的进一步后移，出现转矩下降及CH。排放增加的现象，这主要是由 于发动机在此条件下工作不稳，出现失火，导致输出功率下降和CH。排放上升。点火正时对NO。排放有显著的 影响，同一工况下，随着点火正时的推移，NO。排放显著降低，这主要是由于随着点火正时的推移，缸内最高平均 燃烧温度下降，且高温区所对应的氧浓度降低，这些变化抑制了NO。的生成。 关键词：发动机；天然气；点火正时；燃烧；排放 随着汽车保有量的逐年增加，它在给人们带 1试验发动机 来极大便捷的同时，也给入类社会带来了一系列 突出问题，特别是其排放对大气环境污染程度的 本模拟研究是在进气道喷射的CA6SEl-21N 加大，并且占用了大量有限的石油储备资源。世 点燃式天然气发动机上进行的，此发动机在 界各国一方面都相继制定了越来越严格的燃油消 CA6DEl-21柴油机基础上开发的，其结构设计的 耗法规和排放法规，另一方面也在致力于研究和 原则是保持原机基本结构不变，尽量保持与原机 开发替代燃料发动机。为缓解我国石油资源匮乏 零部件通用性，如曲轴连杆机构、冷却系统、润滑 和需求之间的矛盾及有利于我国长期可持续稳定 系统等保持不变，缸体、缸盖仅做局部改进，其主 的发展和环境保护，需要规划与发展内燃机燃用 要技术参数见表1。 清洁代用燃料以替代石油基燃料即汽油和柴油。 表l CA6SE]-21N点燃式天然气发动机主要技术参数 天然气发动机的排放特性好，以及天然气资源较 技术参数 指标 丰富，使其得到了高度的重视。 缸径x行程：／mm 天然气发动机的燃烧过程直接决定了其热效 总排量／L 率及排放水平。国内外大量研究表明，天然气发 点火方式 动机的燃烧过程往往受控于燃烧边界条件，对燃 喷射方式 烧边界条件进行优化控制可以有效地改善燃烧和 压缩比 解决排放问题。燃烧边界条件主要包括供气特 标定功萼要／kw 性、燃料供给特性和结构参数等。其中，供气条件 标定转速／r·min’1 包括进气压力、进气温度、EGR率等；燃料供给条 最大转矩／N·m 件包括燃料的理化特性、供给压力、启喷压力、供 最大转矩转速／r·rain-1 给时刻、供给规律(含多次喷射及其策略)等；结构 涡前排温 参数包括进气道、燃烧室和进排气门状态等。 排放水平 本文将通过实验的方法，研究点火正时对点 一㈣耄|一㈨蟒一粥～一一 试验中采用的主要仪器设备见