小负荷时天然气发动机点火提前角对排放影响的试验研究

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1、第3期(总第188期)车用发动机No．3(SerialNo．188)2010年6月VEHICLEENGINEJun．2010小负荷时天然气发动机点火提前角对排放影响的试验研究王欣，张红光，姚宝峰，韩雪娇，田小飞，王道静(1．北京工业大学环境与能源工程学院，北京100124；2．北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京100044)摘要：在1台改装的JL465Q5天然气发动机上进行了点火提前角对HC，N，CO排放影响的试验研究。试验结果表明：在理论过量空气系数附近，相同过量空气系数条件下，CO排放量随点火提前角变化不大，HC和NO排放随点火提前角增大而升高；

2、稀燃时，点火提前角对排气中各成分的影响减弱，C0和HC排放几乎不随点火提前角变化而变化，NO排放随点火提前角增大略有升高。在试验转速及负荷条件下，点火提前角对排放中各成分的影响具有一致性。关键词：天然气发动机；点火提前角；排放中图分类号：TK437文献标志码：B文章编号：1001-2222(2010)03—0086—04当今我国石油对外依存度已经超过50，发展0i，后者控制与上位机的通信；通过与上位机的通和使用替代能源可以使该问题在一定程度上得到缓信，可以对喷气脉宽、0i等发动机运行参数进行实解。发动机燃料作为石油消耗中的一个大户，寻找时在线调整。试验所用

3、燃气为市售天然气。发动机适合的替代燃料迫在眉睫。天然气被认为是最有潜测控系统采用普联FC200O发动机测控系统，主要力的发动机替代燃料[1]。我国天然气储量丰富，在包括Gw16O电涡流测功机、FC2040多参数显示模发展天然气发动机方面具有得天独厚的优势。在一块、FC2010发动机测控仪、FC2110油门励磁加载些地区，天然气发动机已经被用作出租车、公交车等单元等，可以实现发动机定节气门开度、定转速等控公共交通工具的动力源使用，并初具规模。目前，国制。采用MEXA-700XII空燃比分析仪，其精度在内外对天然气发动机的研究已有一定的基础，本研1．000(过

4、量空气系数)处，测量精度为究在前人的基础上就点火提前角()对车用天然±0．007，在1．001到1．375间，测量精度为气发动机排放影响进行了试验研究。±0．021，在1．376到2．062间，测量精度为±0．048。排放测试使用ProteehIpexD五组分1试验条件和方法排放测试仪，该设备可对排气中的CO，CO，HC，1．1试验条件o和NO进行测量，其中HC采用不分光红外法试验采用JL465Q5发动机，4缸，水冷，单顶置(NDIR)进行测量。排放测试仪测量精度：CO为凸轮轴，每缸两气门，缸径65．5mm，行程74mm，0．01(体积分数)，HC和NO为

5、10(体积分排量1012mL。在原机基础上，自行加装了天然气数)。通过插入机油尺位置的温度传感器对机油温燃料供给系统并开发了电控单元，改装后的发动机度进行直接测量。缸压测量使用6117B火花塞式为单点电喷，用两个天然气喷射阀在节气门后以缸压传感器和光电编码仪，并基于LabVIEW软件0．25MPa恒压交替喷射。燃料供给系统包括天然平台自行开发了缸压采集程序。气瓶、一级减压阀、二级减压阀、天然气喷射阀。电1．2试验方法控系统为多片式设计，使用ATmega128和AT—试验时发动机冷却水温度控制在80~85℃，机mega88位单片机，前者用于控制天然气喷射和油

6、温度控制在93~98oC，以减小温度对排放造成的收稿日期：2010—02一lO；修回日期：2010—06—07基金项目：北京工业大学“星火基金”项目(XH一2009—05—18)；北京交通大学优秀博士生科技创新基金(141O5O522)作者简介：王欣(1989一)，男，本科，研究方向为气体燃料发动机的燃烧与排放；wangxin0901@hotmail．corn。2010年6月王欣，等：小负荷时天然气发动机点火提前角对排放影响的试验研究·87·影响。几乎不随变化而变化。在相同的0i下，增大首先在发动机转速2000r／min，节气门开度使得进入发动机的燃料量减

7、少，燃烧温度降低，不利15的条件下，通过调整喷气脉宽，使发动机分别工于HC的氧化。另一方面，缸内混合气越来越接近作在为1．0，1．2，1．4，1．5和1．6的状态下，再调失火极限，造成缸内火焰的不完全传播[3]，致使在火整进行试验，研究不同条件下，8i对HC，NO焰无法到达的位置产生了大量未燃HC，这些未燃和CO排放的影响规律。试验时，对缸压进行实时HC在排气行程中直接排出。这些因素都造成监测，避免由于过大而导致发动机产生爆震。HC排放的上升。之后进行不同转速下调整8i的试验。试验时，2．1．2对NO排放的影响节气门开度15，分别将发动机转速控制在图2示出

8、了不同声条件下，NO排放与i的2000r／min和2500r／mi