添加水分的lpg四冲程内燃机的热平衡

《添加水分的lpg四冲程内燃机的热平衡》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、添加水分的LPG四冲程内燃机的热平衡加济安泰普大学工程院机械工程系,27130加济安泰普,土耳其2004年6月1日提交论文，2004年11月24日提交改进版，2005年5月27日论文被接收，2005年6月27日能够网上阅览。摘要对在点燃式内燃机内喷入水蒸气给发动机热平衡和性能造成的影响进行了实验。四缸四冲程常规发动机使用LPG（液化石油气）作为燃料。对不同的燃料水分质量分数进行发动机转数从1000到4500rpm测试。测试结果表明随着喷入的水分的增加，机械效率提高，同时除了不计的损失外损失减少了。另外，燃油消耗率减少，同时发动机的热效率提高了。有效热效率提高

2、方面当水分与燃油的质量比为0.5时在一定的发动机转数变化下大约要比单独使用LPG高2.7％。关键词：热平衡；代用燃料；LPG发动机；添加水分引言LPG（液化石油气）被认为是发动机一种清洁代用燃料。一些研究员[1,2]正在研究把LPG作为压燃式发动机和点燃式发动机的代用燃料。在内燃机里添加水分的原理并不新颖[3]。有很多关于在发动机内添加水分后发动机的性能、敲缸和排放特性效果的报告[4,5]。Lestzetal[4]研究通过各种的方法添加水分进入活塞对单缸柴油机进行总冷却的可行性。他们为直接喷入水分进行总冷却的柴油机绘制了热平衡图。热平衡图表明为了提供通常被水

3、套带走的废热每磅的燃料需要5.5磅的注入水分。Lanzafame[5]研究将水分注入在进气管道的理论和实验观点的效果。他的实验结果表明水分注入在进气管道确实代表一种能避免爆震、低压缩功和控制NOX的产生的点燃式发动机的新方法。化学燃料为发动机提供能量,同时以废气、冷却水以及热能转化的形式带走一部分热能。余下的部分则转变成有用功。为了提高发动机的效率必须减少热量损失。因此，知道热量的损失机理就显得非常重要。而这也是热量平衡实验的目的。关于内燃机的实验经常涉及到内燃机的热平衡问题[6,7]。然而，显而易见的是关于LPG燃料的点燃式发动机包含喷入水分效果的热平衡的

4、可用资料很少。这篇研究报告的目的是证实使用LPG作为燃料的传统点燃式发动机的热平衡在喷入水分后效果。2.实验器械实验设备主要是传统的四缸四冲程水冷点燃式发动机。列表1列举了测试发动机的性能，而图1则展示测试原理的流程。具有列表2中的特性的LPG燃料作为测试用的燃料。能量输出通过功率计测量而瞬时速度通过传感钳来测量。气缸压力测量通过压电石英将高压信号转变成电压信号，再通过放大器进行放大。发动机曲轴转角用转角编码器通过编码器与上止点同步进行测量，编码器的信号被用来表示气缸压力。数字示波器被用来观察每一次测试开始阶段发动机的不稳定的气缸压力对应的转角。发动机在不同

5、点的温度使用数据自动记录器来测量。温度测量点和在实验中使用的热电偶的类型在列表3中。水和燃料的流动比率通过电子天平来测量。编写的程序用来记录水和燃料的流动比率在电脑的串行端口上。水分通过汽油喷嘴喷入进气口。喷水量由喷水压力或者通过使用电脑的并行端口由步进电机控制可调整阀来控制。控制阀的开度由相同的并行端口通过另一个步进电机来调整适应每一个转速。点火系统带有磁触发器特殊沟槽的飞轮使点火时刻的曲轴转角范围能在上止点的-70到20。另外，点火时刻在测试机构的显示系统中受到监控和测量。列表1测试发动机的特性类型4缸4冲程额定转速（1000-4500）rpm汽缸数4缸

6、径×行程（mm）76×71.5气缸排量1297cm3压缩比7.8：1冷却系统水冷润滑系统强制润滑图1.测试发动机的机构1.机体组11.油箱2.测功仪12.电脑23.数据记录器13.多端口串行适配器4.电脑114.可靠性性能测定单元5.空气流量测试仪15.冷却水流量计6.水量流速控制器16.信号调节器7.水循环流动平衡17.直接中断按钮8.供水系统18.电脑39.速度控制器19.数据采集器&控制器210.油管稳压器20.接口装置列表2测试燃料的特性气体燃料的名称液化石油气（%）丙烷30丁烷70列表3热电偶的类型和使用的位置序号名称类型使用的位置1T1铜-康铜冷

7、却水进口2T2铜-康铜冷却水出口3T3铜-康铜气缸(左侧)4T4铜-康铜气缸(左侧)5T5铜-康铜气缸(左侧)6T6铜-康铜气缸(左侧)7T7铜-康铜气缸(右侧)8T8铜-康铜气缸(右侧)9T9铜-康铜气缸(右侧)10T10铜-康铜气缸(右侧)11T11铜-康铜进气12T12铜-康铜排气3.实验步骤这次的研究实验在不同发动机转速下进行。而所有的测量在稳定的状态下进行。当发动机气缸的表面温度的变化近似于零时则认为发动机达到了稳定状态。在进行连续测量时，测量前后都要进行测量仪器的校准。当发动机达到稳定状态时，单独对LPG燃料的测试作为实验比较的基准。所有的测试在

8、相同的节气门开度下通过改变发动机的转速来实现。发动机