中文翻译-喷油定时对柴油天然气双燃料发动机排放性影响

武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 1 of on of on 007,32:2361油定时对柴油 /天然气双燃料发动机排放性影响 代能源 ， 2007， 32： 2361汉科技大学本科毕业设计外文翻译 2 摘 要 导致全球变暖 的温室气体排放日益受人关注，现已证明它主要来源于矿物燃料的燃烧。科学家一直在寻求绿色的替代燃料，天然气 因其辛烷值高、环保性好被认为最有潜力作为柴油机上的替代燃料。然而进一步研究表明，天然气燃烧速率低，着火延迟长，从而产生高的升功率使柴油机易产生爆燃。这项实验研究了基于柴油机的双燃料发动机喷油定时对排放性的影响：柴油机标准喷油定时为 30 当喷油定时调整为 ，发动机运转不稳，而当喷油定时变为 发动机运行顺畅，特别是在低负荷工况下。故把 为 优化喷油定时。试验表明，虽然燃料消耗略有增加，但着火延迟缩短， 关键词 ： 一氧化碳（ 二氧化碳（ 碳氢化合物（ 放； 着火延迟 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 3 1 引言 1997 年东京各国首脑会谈关注的焦点是温室气体排放对全球环境的影响。它能导致洪灾、山体滑坡等， 2005 年 在 美国发生的 风就是最好的例证。这都是由于矿物燃料燃烧产生大量温室气体 许多科学家在寻找替代传统矿物燃料的绿色燃料 (、 、 )， 他们不约而同对天然气作为未来柴油机上的替代燃料极为看好。然而天然气要真正替代柴油还有很多问题要解决。比方说，天然气自然温度高，这就要求配有着火系统。再者，天然气因燃烧速率低，着火延迟长，从而缸内压力波动大。 不过 从最近关于双燃料发动机性能、排放研究可知 ( 、 、 )， 天然气辛烷值高 (31)， 故抗爆性好，可以通过提高压缩 比来改进发动机的性能。 这个试验研究了基于柴油机的双燃料发动机喷油定时对排放的影响（以天然气为主要燃料柴油天然气双燃料发动机）。在压缩行程终了吸入空气天然气混合气，并喷入 一定量的柴油引燃混合气。 所需引燃柴油量受爆燃限制 ( 、 8)，随柴油量增加，天然气减少，爆燃趋势减弱。优化喷油定时是为了补偿着火延迟和燃烧速率低的影响。 研究表明，与标准喷油定时相比，发动机在优化喷油定时下， 火延迟缩短，但燃料消耗量大。发动机在全柴油运 行下， 放最低， 放最高。总的来说，在低负荷、低转速下，优化喷油定时对发动机排放改进很有用，但在高负荷下， 发动机 温度起着决定作用。 2 实验装置 这个试验所用的发动机为一个 缸柴油机，它是一种空冷高速直喷式发动机。 功率计包括一个分流式 直流发电机和一个能量储存器，力矩则是由相当于 牛顿弹簧测量范围的装置测得。 燃烧室压力由 7063A 压力计测量（这个压力计是水冷电控压电式的，灵敏度为 79pc/再通过数 字示波器显示，并把结果储存到软盘里以便随后分析缸内压力最大升高率。排气 歧管压力由普通 型压力计测量，空气流量由 量计测。和测量缸内壁温度一样，进、排气道安装有热敏电阻可以监控气体温度变化。柴油由喷油泵输到喷油器，它的流量由一个 50然气流量由一个能测量多样空间的转子流量计测得，相对温度和环境温度由 温度计测，空气天然气混合气由安装在进气歧管的气体控制阀控制。 2 1 天然气组成成份 氮 甲烷 乙烷 二氧化碳 丙烷 异丁烷 正丁烷 正 戊 烷 正己烷 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 4 毛热值 =J/热值 =J/ =J/燃比 = 柴油净热值 =J/油相对密度 = 2 发动机数据 缸径 =行程 =量 =304 压缩比 =17 喷油压力 =183 准喷油定时 =30 优化喷油定时 = 实验结果 3 1 一氧化碳（ 放 放量与空燃比有关，它是表明发动机燃烧效率的一个参数。图 1 和图 2 分别显示了发动机转速在 3000 2400，双燃料发动机 放情况。由图可知，发动机不同转速下， 排放特性是不同。总的来说，在 发动机运转在双燃料时，与标准喷油定时相比，优化喷油定时下 放量明显低 。两者 放变化趋势相似，但 放量集中区段不同。全柴油运转时， 放量最少，但它随负荷增加而加大。放量最大点是在全柴油运转高负荷下产生的。 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 5 图 1 放 (n=3000图 2 放 （ n=2400 3 2 二氧化碳（ 放 图 3 和图 4 显示了 图可知，喷油定时对 优化喷油定时下，不管发动机处于哪个转速下， 全柴油运转下，而在标准喷油定时下， 验表明，随空燃比的减小，排放量呈增多趋势。我们知道在理想燃烧下，燃料燃烧产物为 发动机排放尽量多的 C 一直是我们追求的目标。 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 6 图 3 放 （ n=3000 图 4 放 (n=24003 3 碳氢化合物（ 放 图 5 显示了发动机转速为 3000，分别在双燃料和全柴油运行下 排放。全柴油运行下， 放量最少。与标准喷 油定时相比，在优化喷油定时在低负荷下排放低但在高负荷下排放高。 图 6 显示 发动机转速为 2400 排放性与图 5 相似。 实验表明，在燃烧开始时，有大量天然气未及时参与反应，这可能是因为天然气燃烧速率慢的原故。 双燃料运行下， 放量大主要原因有：稀薄燃烧、缸内壁熄火作用、天然气空气混合气不均匀等。由图还可知，不同工况，不管是在标准喷油定时还武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 7 在优化喷油定时 放量都比较高。当在 进 气行程，由于气门重叠角大导致大量已吸入的新鲜气又被排出很可能是重要原因。 图 5 放 (n=3000图 6 放 (n=24003 4 着火延迟 着火延迟指柴油机燃料被引燃到燃料正式燃烧之间的时间段。 图 7 和图 8 显示了发动机在双燃料和全柴油运行下，着火延迟的情况。从两图中可知，虽发动机转速不同，但全柴油运行下着火延迟都比较短。与优化喷油定时相比，标准喷油定时在高负荷下着武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 8 火延迟长。在发动机转速为 2400，双燃料与全柴油运行着火延迟有明显不同，标准喷油定时下着火延迟最长。 实验知，双燃料下，随转速下降，着火延迟变长，这与全柴油运行下刚好相反。因为在低转速时，大量 气体 参与预燃从而增加了发动机爆 燃趋势。在双燃料运行下总的比全柴油运行下着火延迟要长 ，因 天然气自燃温度（ 704 柴油（ 245 很多 ， 在压缩行程终了缸内温度达不到气体自燃温度。柴油的 雾 化程度和喷油锥角取决于缸内气体密度，雾化不良导致着火延迟长可能是由于油滴原因。 图 7 点火延迟 (n 3000图 8 点火延迟 (n 24004 结论 试验表明，替代燃料都有着火延迟特性，有人认为是受发动机负荷和转速和影响。武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 9 同时每一种替代燃料都有各自的最佳喷油定时，试验发现，在最佳喷油定时下，发动机的燃料消耗量都 略微增加，但 排放量明显下降 ， 放集中的也下降。在双燃料运行下， 放比较高，但在优化喷油定时下，它的排放有明显改进。在双燃料时，与标准喷油定时相比，优化喷油定时在低负荷运行下优为顺畅，发动机运转就不稳了。在高负荷下，燃烧温度起决定作用，进而增加了柴油的蒸发可缩短着火延迟。故调整喷油定时不适合高负荷工况。双燃料发动机据说受着火延迟影响。 武汉科技大学本科毕业设计外文翻译 10 参考文献 1 . of in 1994) p. 841. 2 W. of 86 (1971), p. 75. 3 K. . of a 448/014 (1992), p. 13