高壓縮比摻氫天然氣發(fā)動機動力輸出特征研究

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高壓縮比摻氫天然氣發(fā)動機動力輸出特征研究

在大節(jié)氣門開度條件下，高壓縮比摻氫天然氣發(fā)動機需要高充氣能力增壓器提升其熱效率和扭矩，從商業(yè)角度出發(fā)探索高壓縮比摻氫天然氣發(fā)動機的性能和爆震特征，對重型天然氣發(fā)動機高充氣能力增壓器給該型發(fā)動機稀薄燃燒界限帶來的影響，及壓縮比變化對其熱效率和扭矩的影響做相關(guān)的試驗分析。

試驗在一臺6缸天然氣發(fā)動機上進行，電渦流測功機控制發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷，通用電子控制單元控制點火正時等參數(shù)，天然氣由20MPa的壓縮室減壓后以0.8MPa的壓力噴入進氣歧管，氫氣以0.8MPa的壓力噴入進氣歧管與天然氣混合。用增壓系統(tǒng)可以使摻氫天然氣發(fā)動機的稀薄燃燒界限從1.7擴展到1.9，但當(dāng)過量空氣系數(shù)為1.9時，220MPa的進氣壓力并不能滿足最大扭矩（1000.7N·m）的需要，如圖1所示。圖2顯示了天然氣發(fā)動機和摻氫天然氣發(fā)動機熱效率隨過量空氣系數(shù)的變化情況，圖中顯示當(dāng)過量空氣系數(shù)超過1.7后天然氣發(fā)動機熱效率明顯開始下降，而摻氫天然氣發(fā)動機的稀薄燃燒界限明顯要廣。

圖1　增壓條件下進氣歧管壓力隨過量空氣系數(shù)變化

圖2　增壓條件下熱效率隨過量空氣系數(shù)的變化

試驗中，在節(jié)氣門全開的條件下用高性能增壓器可以實現(xiàn)摻氫天然氣發(fā)動機過量空氣系數(shù)為1.8的稀薄燃燒；在高壓縮比濃混合氣條件下熱效率改善程度會受到一定的削弱，這主要是考慮到爆震的影響而延遲了點火正時；隨著壓縮比的增大摻氫天然氣發(fā)動機熱效率會增大，但同時也會削弱稀燃界限，使最大熱效率的稀燃界限由1.8變?yōu)?.6。

網(wǎng)址：http://www.elsevier.com/ locate/he

作者：Cheolwoong Park et al

編譯：張自雷