汽油机的富氧燃烧试验研究.docx

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汽油机的富氧燃烧试验研究

摘要

随着我国社会主义现代化建设事业的迅速发展和推进可持续发展战略的需要，对于社会上应用广泛，在国民经济建设和国防建设中具有十分重要作用的动力机械-内燃机，也提出了进一步提高性能，减少能源消耗和降低对环境的污染要求，而内燃机燃烧性能的好坏是直接影响内燃机的能耗性能和排放的重要因素。

近年来，我国广大内燃机工业的科技工作者通过大量的研究，试验工作取得了许多科技成果使我国国产内燃机的燃烧性能得到了很大的改善和提高。

但是，以往对内燃机燃烧的研究大多集中在内燃机工质的形成燃烧室，缸内气流运动及其三者之间的相互匹配等方面对于内燃机进气质量方面的研究则较少见。

在汽油机上应用进气富氧技术不但可以显著降低污染物的排放，而且还能够提高燃烧热效率、增加发动机功率密度。

为此，国内外研究人员对汽油机富氧燃烧技术和理论进行了积极的探索。

本文采取台架试验与模拟计算相结合的研究方法对进气富氧技术应用开展研究，探索进气富氧对汽油机不同转速工况下燃烧与排放的影响规律，对进气富氧技术的发展与完善具有重要意义。

在汽油机上应用自行设计的氧气供给系统，进行进气中氧气体积百分数分别为20.40%、22.45%、25%的富氧燃烧试验。

研究发现：

采用增加进气富氧的措施可以实现在有效减少污染物排放。

同过测量缸内压力、高压油管压力以及其它运行参数，获取滞燃期、缸内压力、燃烧放热规律等燃烧过程信息，分析探讨了进气富氧对燃烧过程的影响。

汽油机的着火滞燃期明显缩短，着火始点和放热始点前移，缸内最高燃烧压力增大，着火急燃期放热峰值增大。

这是因为进气中氧浓度的增加有助于加快燃油分子的先期氧化反应，加快着火前的化学准备过程，进而缩短滞燃期。

而着火的化学准备、预混燃烧速率、滞燃期内喷油量这三方面的因素共同影响着最大压力升高率和预混放热峰值。

关键字：

汽油机；富氧燃烧；转速；排放特性；燃烧特性

ABSTRACT

WiththerapiddevelopmentofChina'ssocialistmodernizationandtheneedsofpromotingthesustainabledevelopmentstrategy,thecommunitywidelyinthenationaleconomyandnationaldefenseconstructionhasaveryimportantroleintheconstructionofpowermachine-internal-combustionengine,alsoproposedfurtherimproveperformance,reduceenergyconsumptionandpollutionoftheenvironmentrequires,combustionperformanceisgoodorbadisanimportantfactordirectlyaffecttheenergyconsumptionofinternalcombustionengineperformanceandemissions.Inrecentyears,China'svastnumbersofindustrialworkersthroughalargenumberofscienceandtechnologyofinternalcombustionengineresearch,experimentalworkhasachievedmanyscientificandtechnologicalachievementsforcombustionperformanceofinternalcombustionenginemadeinChinatobeagreatdealtoimproveandenhance.However,inthepastoncombustionresearcharemostlyconcentratedintheformationofrefrigerantscombustionchamberofinternalcombustionengine,amongthein-cylinderairmotionanditsmatchingforinternalcombustionengineintakeairqualityresearchinareassuchasthelesscommon.

Applicationonthegasolineengineintakeoxygenenrichmenttechnologycannotonlysignificantlyreducetheemissionofpollutants,butalsotoimprovecombustionefficiency,toincreaseenginepowerdensity.Tothisend,researchersathomeandabroadtothetheoryofoxygen-enrichedcombustiontechnologyofgasolineengineandmakeactiveexplorations.Thiscombinationofbenchtestandsimulationstudyontheapplicationofresearchmethodsontheintakeofoxygen-richtechnology,exploreintakeoxygen-enrichedcombustionandemissionofgasolineengineunderdifferentrotatingspeedconditionsinfluence,significancetodevelopmentandimprovementofintakeairoxygenenrichmenttechnology.Applicationonthegasolineenginetodesigntheirownoxygensupplysystem,oxygenintheairintakevolumepercentageswere20.40%、22.40%、25%oxygen-enrichedcombustiontest.Study:

increasetheintakeofoxygen-richmeasurescaneffectivelyreducethepollutantsemissions.Withthein-cylinderpressuremeasurement,highpressureoilpipepressureaswellasotheroperatingparameters,getdelayperiod,in-cylinderpressureandcombustionprocessofcombustionheatreleaserateandotherinformation,analysisanddiscussionontheinfluenceofintakeoxygen-enrichedcombustionprocess.Gasolineengineignitiondelayperiodsignificantlyreduced,firestartingpointandheatstartingpointforward,maximumcombustionpressureinthecylinderincreases,acuteburnperiodexothermicpeakincreasesonfire.Thisisbecausetheincreaseinoxygenconcentrationintheintakehelpsspeedupadvancedoxidationoffuelmolecules,acceleratethechemicalpreparationbeforethefire,therebyshorteningthedelayperiod.Andignitionofpremixedcombustionrate,flameretardingchemicalpreparation,injectionquantityfortheperiodofthethreefactorsaffectsthemaximumrateofpressureriseandpremixedexothermicpeak.

Keywords:

Gasolineengine;Oxygen-enrichedCombustion;Speed;Emissioncharacteristics;Combustioncharacteristics

目录

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1引言1

1.2国内外内燃机富氧燃烧的研究现状1

1.2.1国外情况1

1.2.2国内情况1

1.3汽油发动机机燃烧机理2

1.4本论文研究的意义和主要内容4

1.4.1本论文的研究意义4

1.4.2本论文的研究内容5

第2章富氧燃烧对汽油机燃烧与排放影响的试验设计6

2.1引言6

2.2试验内容及试验装备6

2.3试验各测量参数的获得8

2.4本章小结8

第3章富氧燃烧对汽油机燃烧特性试验研究9

3.1引言9

3.2汽油机富氧燃烧的燃烧过程9

3.2.1缸内压力9

3.3.2放热规律分析11

3.3本章小结11

第4章富氧燃烧对汽油机性能的试验研究12

4.1HC的排放特性12

4.2CO的排放特性12

4.3NOx排放特性13

4.4经济性的影响及分析13

4.5动力性的影响及分析14

4.6本章小结15

第5章排放物有害物质的分析16

5.1引言16

5.2有害气体HC的分析17

5.2.1HC的生成机理16

5.2.2影响HC生成的因素17

5.2.3汽油机控制HC排放的主要净化措施18

5.3有害物质CO的分析19

5.3.1CO的生成机理19

5.3.2CO排放的影响因素19

5.4有害气体NOx的分析20

5.4.1NOx的生成机理20

5.4.2空燃比的控制21

5.4.3NOx转化效率及经济性分析21

5.4.4催化技术降低富氧NOx排放技术22

5.5本章小结23

结论24

参考文献25

致谢27

附录28

第1章绪论

1.1引言

汽车的动力来源于发动机气缸内燃油燃烧所放出的热能。

而燃油燃烧放出热能为发动机提供动力的同时,其燃烧后产生的废气又会对大气造成污染。

近年来由于石油价格的飞涨和汽车尾气排放造成的环境污染，发动机的燃烧技术提出了越来越高的要求，此从发动机