LNG发动机低速工况下瞬态燃烧过程试验研究

LNG发动机低速工况下瞬态燃烧过程试验研究摘要：对一台增压、液化天然气（LNG）发动机低速工况下的瞬态过程进行连续检测，将实测的瞬态缸压曲线进行二次处理，得出表征缸内燃烧过程的特征参数，在此基础上剖析

LNG发动机低速工况下瞬态燃烧过程试验研究 摘要：对一台增压、液化天然气（LNG）发动机低速工况下的瞬态过程进行 连续检测，将实测的瞬态缸压曲线进行二次处理，得出表征缸内燃烧过程的特 征参数，在此基础上剖析了诸多瞬态燃烧特征参数的内在联系以及对LNG发动 机性能的影响.结果表明，50%燃烧点位置随循环数变动范围约为5°CA，其波 动主要是由燃烧始点的变化引起的，50%燃烧点和燃烧始点的峰值（或谷值）相 互对应；50%燃烧点的峰值对应着最高压力升高率和最高爆发压力的谷值，反之 则相反.10%～90%燃烧持续期的变化范围为30～45°CA，它随循环数上升是导 致LNG发动机IMEP和NMEP下降的主要原因之一.燃烧特征参数的波动，主要归 咎于燃烧始点的不稳定.实现对燃烧始点的精准控制，是保证LNG发动机在低速 高增压瞬态过程具有较好工作稳定性的前提. 关键词：天然气；发动机；瞬态工况；燃烧；台架试验 随着经济社会和汽车工业的蓬勃发展，我国面临的能源和环境问题 愈来愈严重.我国原油对外依存度高，能源供应面临严峻挑战.同时，由于汽车 保有量的持续剧增，我国当前已成为CO2排放第一大国，这将导致我国承担 CO2减排义务的压力不断增大.此外，内燃机产生的有害气体排放量，占全球有 害气体排放总量的50%以上，不仅对人体健康造成直接危害，还会对自然环境 产生破坏作用[1]. 发展清洁、高效的汽车发动机代用燃料是缓解我国当前能源危机与 环境污染问题的一条直接、有效的途径[2].天然气因其资源丰富、价格低廉、 污染低、辛烷值高等特点，一直被认为是具有很好发展前景的汽车代用燃料.许 多大中城市都把发展天然气公交车作为治理大气污染的重要举措之一[3]. 天然气作为发动机燃料带来的主要问题是功率下降.通常，点燃式 发动机改用天然气后，功率会下降20%～25%，而压燃式发动机会下降10%～ 15%，这将引起发动机动力性能的恶化[4]，进而使其热功转换效率有所降低.因 此，恢复天然气发动机的动力性能、改善其热效率，是实现天然气发动机推广 和应用的重要途径.虽然目前已有许多学者开展了天然气发动机的性能研究 [5]，例如采用增压、提高压缩比来恢复其动力性能，但对于低速工况，受限于