天然气-柴油双燃料发动机的燃烧和排放特性研究

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1、分类号学号M201170975学校代码10487密级硕士学位论文天然气-柴油双燃料发动机的燃烧和排放特性研究学位申请人：张超学科专业：动力机械及工程指导教师：黄荣华教授答辩日期：2014年1月7日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringAStudyonCombustionandEmissionCharacteristicsofCNG-DieselDualFuelEngineCandidate:ZhangChaoMajor:Pow

2、erMachinery&EngineeringSupervisor:Prof.HuangRonghuaHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论

3、文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据摘要随着能源环境问题的日益严重，发动机排放法规也越来越严格，提高发动机的性能并减少其废气排放已成为整个发动机行业的发展目标。学者们尝试了很多

4、方法来提高传统柴油机的性能降低其排放水平，众多方案中天然气-柴油双燃料发动机脱颖而出。天然气-柴油双燃料发动机以天然气为主燃料，在上止点附近喷入少量引燃柴油引燃天然气，这种双燃料发动机有着良好的排放特性及发展潜力。然而与传统柴油机相比，双燃料发动机的热效率较低，且在中低负荷工况下燃烧恶化排放大幅上升。为了研究双燃料发动机的燃烧及排放特性，本文先通过试验分析初步探讨了双燃料发动机工作特性，然后应用AVLFIRE三维CFD软件，建立了双燃料发动机计算模型，通过模拟计算的方法研究了不同的引燃柴油喷油量、引燃柴油喷油提前角及EGR率对双燃料发动机燃烧过程的影响。研究结果表明

5、：引燃柴油量的增加会使双燃料发动机的滞燃期缩短，使缸内燃烧过程变剧烈、缸内压力、温度上升。在中低负荷工况下，可以提高双燃料发动机效率，改善燃烧恶化的缺点。引燃柴油喷油时刻在一定范围变化，对双燃料发动机燃烧及排放特性影响较小，特别是在低负荷工况下，喷油时刻的提前几乎对缸内压力和温度无影响。EGR的引入使缸内混合气比热容增大，从而大幅降低双燃料发动机缸内燃烧温度，高负荷工况下缸内最高温度的降幅可达500K。随EGR率的增大，双燃料发动机滞燃期变长，燃烧过程进展较缓，NO排放大幅降低，Soot排放稍有增加。关键词：双燃料发动机；天然气；柴油；燃烧；排放I万方数据Abstr

6、actWithincreasingconcernofrisingcostofliquiddieselfuelandhighemissionlevelofdieselvehicle,varioussolutionshavebeenproposedtoimprovetheperformanceofconventionaldieselengineandreducetheexhaustemissionswithoutmakingseriousmodificationontheengine,oneofwhichistousingnaturalgasasasupplementt

7、onormaldieselfuel,whichiscalledCNG-dieseldualfuelengine.Inthiskindofengineprimaryenergyisprovidedbynaturalgas,whilepilotdieselfuelinjectedneartheTDCisusedasignitionsourcefornaturalgas.Howevercomparedwithconventionaldieselengine,dualfuelenginesufferslowerthermalefficiency,especiallyfo