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《氫氣對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和排放性能影響的試驗(yàn)和仿真研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文氫氣對(duì)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒和排放性能影響的試驗(yàn)和仿真研究姓名:閆皓申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士專(zhuān)業(yè):熱能工程指導(dǎo)教師:紀(jì)常偉20090401摘要隨著石油資源的逐漸短缺以及排放法規(guī)的日趨嚴(yán)格,汽車(chē)替代能源的呼聲日益高漲,各國(guó)政府和科研單位對(duì)此投入大量的人力和物力,希望能夠找到合適的替代能源,解決將來(lái)可能出現(xiàn)的能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題。在眾多的替代能源中,氫以“無(wú)污染,可再生,存在廣"的特點(diǎn)以及做為車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的眾多優(yōu)越性脫穎而出,成為各方爭(zhēng)相研究、探索的焦點(diǎn)。本文綜述了目前氫能應(yīng)用于汽車(chē)上的兩種形式,以及各國(guó)科研機(jī)
2、構(gòu)和汽車(chē)公司對(duì)氫能汽車(chē)的研究進(jìn)展。很多機(jī)構(gòu)和公司對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)純氫和混氫燃燒都進(jìn)行了有關(guān)研究,但是對(duì)氫發(fā)動(dòng)機(jī)稀燃的研究并不多見(jiàn)。本文以氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的理論循環(huán)為基礎(chǔ),通過(guò)對(duì)現(xiàn)有汽油機(jī)進(jìn)行進(jìn)氣和電控系統(tǒng)的改造,定量的研究了汽油混氫內(nèi)燃機(jī)在低速低負(fù)荷下動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性相對(duì)原汽油機(jī)的變化。從混合氣形成及混合均勻程度,點(diǎn)火能量,混合氣著火界限,火焰?zhèn)鞑ニ俣?,火焰:l=卒熄,燃燒壓力和溫度變化,污染物形成、稀燃極限等方面分析了氫氣對(duì)缸內(nèi)燃燒的影響。并通過(guò)仿真的手段對(duì)汽油混氫的燃燒過(guò)程中的燃燒持續(xù)期、點(diǎn)火時(shí)刻、燃燒速度進(jìn)行了更為深入的
3、預(yù)測(cè)性研究和探索。文中還特別對(duì)氫內(nèi)燃機(jī)稀燃工況時(shí)的缸內(nèi)燃燒進(jìn)行了深入的探討,得到了較為理想的結(jié)論。試驗(yàn)和仿真結(jié)果表明在現(xiàn)有汽油機(jī)上實(shí)施局部改造較易實(shí)現(xiàn)氫內(nèi)燃機(jī)燃燒,但是由于氫氣和汽油的物理化學(xué)性質(zhì)差異較大,需要綜合考慮混氫比例、噴氫時(shí)刻、噴氫持續(xù)期、點(diǎn)火時(shí)刻、NOx排放、不正常燃燒等因素。對(duì)上述因素的綜合全面控制是推廣氫內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)和需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本文研究結(jié)果表明:氫氣混入汽油中可以明顯拓展混合氣的著火界限,加速火焰?zhèn)鞑?,改善缸?nèi)燃燒,提高缸壓,有利于發(fā)動(dòng)機(jī)做功。氫氣的高擴(kuò)散性在缸內(nèi)易于形成大強(qiáng)度的湍流和均勻的
4、混和氣,加之較低的點(diǎn)火能量和快速的火焰?zhèn)鞑ニ俣龋沟脷錃庠诟變?nèi)燃燒速度明顯快于汽油,導(dǎo)致燃燒持續(xù)期大幅縮短,傳熱損失大幅減少。同時(shí)氫氣的快速燃燒和大量放熱會(huì)導(dǎo)致燃燒室溫度較之汽油大幅提高,產(chǎn)生更多的NOx{j[放。怠速時(shí)混氫可以改善He、NOx的排放,但是隨著負(fù)荷的增加,氫氣的混入會(huì)使NOx排放升高。燃燒過(guò)程中氫氣燃燒時(shí)最大壓力升高率較之汽油有大幅提升,致使燃燒噪聲向高聲調(diào)噪聲發(fā)展,顯著高于汽油燃燒時(shí)的噪聲水平。仿真研究表明:氫氣燃燒會(huì)顯著縮短燃燒持續(xù)期,減少傳熱損失,提高燃燒熱效率,同時(shí)點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)混氫燃燒時(shí)的燃燒壓力和
5、燃燒溫度影響顯著,合適的點(diǎn)火時(shí)刻能夠更好地發(fā)揮氫氣的助燃作用,改善混合氣燃燒品質(zhì),提高燃燒熱效率和做功能力。關(guān)鍵詞汽油發(fā)動(dòng)機(jī);混氫;燃燒;稀燃;排放;試驗(yàn);仿真北京工業(yè)大學(xué)T學(xué)碩十學(xué)位論文AbstractWithpetroleumdepositsbecoming1essandleSSandemissioncontrolregulationsbecomingstricterandstricter,manycountriesandresearchinstitutesarepayingmoreattentiontofindin
6、gclearalternativefuelwhichCanreducethepressureofenergyshortageandenvironmentpollution.Hydrogenisarenewableclearenergy,anditCanbeappliedinlotsofeasesespeciallyinautomotive.Sohydrogenshowsconsiderablepromiseasanidealalternativefuel.Inthisarticle,theapplicationsofhy
7、drogenusinginautomotiveandstateofdevelopmentofhydrogenenergywereoverviewedindetail.Manyresearchersstudiedtheeffectofusinghydrogenasafuel(pureormixed、析thgasolinelonengineperformanceandpollutantsemissions,howevertheresearchofleanbumofhydrogeniIlSIenginereportedrare
8、ly.InthepresentworkaSIenginewhoseintakesystemandcontrolsystemWasreconstructedWasdevelopedtostudytheeffectofhydrogenonpOWer,fuelconsumptionandpollutantconcentra