过量空气系数对柴油引燃天然气发动机的影响.pdf

第 d 1卷 第 6期 石油与天然气化工 CHEMICAL ENGI NEERI NG OF Of L GAS 过量空气系数对柴油 引燃 天然气发动机的影响 宋建桐 张春化 陈金 柱。 1 ． 长安大学 汽车学院 2 ． 北京电子科技职业学院汽车工程学院 3 ． 陕 西法 士特 汽车 传动 集 团公 司 摘 要 为了研 究压缩天然气 C NG 在柴油机上的应用 ， 将涡轮增压柴油机改装为柴油 引燃 天然气的双燃料发动机 ， C NG通过 天然气喷嘴喷入进气管。试验选取双燃料发 动机转速 为 1 4 0 0 r ／ mi n 、 1 6 0 0 r ／ mi n和 1 8 0 0 r ／ rai n ， 引燃 柴 油量控 制 在每循 环 最 大配有 量 的 2 0 左右 。分 析各 试验 工况下， 混合 气过量空气系数对发动机性能与排放 的影响。试验结果表 明 不同转速下， 随过 量空 气系数的降低 ， 功率增 大， 有效燃油消耗率降低 ， NO 增加 ， HC和 C O排放在 1 ． 6时增加， 而在 入 1 ． 6时 ， 天 然 气 供 给量 过 低 ， 缸 内混 合气 过稀 ， 引燃 柴 油 点 燃 部 分 预 混合 气 后 无 法 形成 正常 的火 焰传 播 。这是 因为原柴 油 机燃烧 室 挤压面积大 ， 火焰不易传播到整个燃烧室。另外 ， 天 然气 的火焰传播速率低也是其 中一个影 响因素 。当 X 1 ． 6时 ， 随过量空气系数 的 减小 ， 双燃料发动机的 HC排放升高； 当 1 ． 6时 ， 天 然 气 与 引燃 柴 油 分层 ， 柴 油 喷 雾油束外围的预混合气过稀 ， 无法达到着火极限， 引 燃柴油所产生 的火焰不能使过稀 的天然气一 空气混 合气形成扩散燃烧 ， 所以随着过量空气系数减小 ， 天然气喷射量增 加， HC排放增加 。同一过量空气 系数下 ， 随转速增大 ， HC排放增大 。这主要是因为 转速升高， 喷油提前角增大 ， 滞燃期延长 ， 天然气火 焰传播速率慢 ， 使 HC排放升高。当 1 ． 6时 ， 随过量空气系数的 减小 ， 双燃料发动机的 C O排放升高； 当 入 1 ． 6时， 随 过量 空气 系数 的减 小 ， 混 合 气 浓 度增 大 ， C O 排 放 增 大 。当 入 1 ． 6 ， 随过量空 气系数 的减小 ， NO 排放缓慢升高， 曲线趋于平缓 ； 1 ． 6时 ， HC 和 C O 排放升高 ； 当 X I ． 6时 ， HC和 C O排放降低 。 参 考 文 献 5 1 ]姚 春德 ， 夏琦 ， 陈绪 平， 等． 柴油在 甲醇氛 围中高效 清洁燃烧机理 E J ] ． 天津大学学报 ， 2 0 1 1 ， 4 4 8 6 7 1 6 7 6 ． [ 2 ]刘雄． 天然气／ 柴油双燃料发动机性 能研究 [ D ] ． 天津 天 津大学 动力机械及工程 ， 2 0 0 2 ． [ 3 ]C a r l u c c i A P ， L a f o r g i a D， S a r a c i n o R， e t a 1 ． C o mb u s t i o n a n d e mi s s i o n s c o n t r o l i n d i e s e l ～ me t h a ne d u a l f u e l e n gi n e s The e f f e c t s o f me t ha ne s u p p l y me t h o d c o m b i n e d wi t h v a r i a b l e i n c y l i n d e r c h a r g e b u l k mo t i o n E J ] ． E n e r g y C o n v e r s i o n a n d Ma n a g e me n t ， 2 0 】 1， 5 2 8 9 3 0 0 4 3 0 1 7 ． [ 4 ]张纪鹏 ， 高越 ， 孙 志军， 等． 最大扭 矩转 速下天然气发动机准 均质 压燃 特性 的研究 [ J ] ． 内燃机工程 ，2 0 0 3 ， 2 4 5 1 4 1 7 ． [ 5 ]罗福强 ， 窄长学． 气体 柴油 双燃料 发动 机动力 性分 析[ J ] ． 江苏 大学学报 自然科学 版， 2 0 0 7 ， 2 8 2 1 0 8 1 1 0 ． [ 6 ]林 志强 ， 苏万华 ， 王国样． 柴油引燃 天然气 发动机着 火特性 及其 影 响因素的研究 _ J ] ． 燃烧科学与技术 ， 2 0 0 3 ， 9 3 2 3 4 2 3 8 ． [ 7 ]窦慧莉 ， 刘忠长， 李 骏， 等． 过量空气系数 对天然气发动机燃烧 及 排 放的影 响I- J ] ． 汽车技术 ， 2 0 0 6 3 8 1 2 ． L 8 ]Ko r a k i a n i t i s T， Na ma s i v a y a m A M， C r o o k e s R J ．D i e s e l a n d r a p e s e e d m e t h y l e s t e r RM Ep i l o t f u e l s f o r hy d r o g e n a n d n a t u r a l ga s d u a l f u e l c o m b u s t i o n i n c o m p r e s s i o n i g n i t i o n e n g i n e s E J ] ． F u e l ， 2 0 1 I ， 9 0 7 2 3 8 4 2 3 9 5 ． [ 9 ]何 畏， 常海军 ， 郭 源君， 等． 过量 空气系数 对 C NG发 动机燃烧 过 程及排放 的影 响[ J ] ． 内燃机 ， 2 0 1 0 6 3 1 3 3 ． 收稿日期 2 0 ] 2 0 3 1 0 ； 收修改稿 2 0 1 2 0 7 2 5 编 辑 康莉 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m