检索结果-南通市图书馆

作者：张道文四川大学

学位级别：硕士

环境污染和能源危机推动了汽车代用燃料的发展，而天然气是目前理想的汽车代用和清洁燃料。本论文分析了国外、国内天然气汽车的发展状况和水平，阐述了本论文研究的主要内容;设计了发动机台架试验的方案和局部阻力系数的测定方案等。 ... 详细信息

环境污染和能源危机推动了汽车代用燃料的发展，而天然气是目前理想的汽车代用和清洁燃料。本论文分析了国外、国内天然气汽车的发展状况和水平，阐述了本论文研究的主要内容;设计了发动机台架试验的方案和局部阻力系数的测定方案等。通过发动机台架试验，获得发动机外特性和进气真空度等大量的实验数据，在这些实验数据的基础上，对影响汽油／cng两用燃料发动机动力性的因素进行了深入地分析，结果表明混合器的入口角度和喉口面积是影响两用燃料发动机动力性的主要参数。同时还研究了天然气发动机的最大功率与天然气空燃比的关系等，所有这些结论都作为优化设计混合器的重要依据。论文在此基础上，利用流体力学的原理上，分析了天然气和空气的流动规律，建立了伯努利能量方程。以满足发动机最大功率为设计目标，建立起混合气的流量与混合器的入口角度和喉口面积之间的数学关系，即数学模型。在分析数学模型的基础上，利用了Matlab语言优化工具箱中的‘constr’函数，根据前面的试验数据和混合器的安装使用条件，确定优化设计模型的约束条件，进行优化求解。在得到初步的优化结果后进行误差分析，对模型进行修正，再对数学模型进行优化求解，得到最终的优化结果。通过发动机台架试验，验证经优化设计的混合器达到了设计要求，使天然气发动机的燃气功率损失降到了最小。并通过提高天然气发动机的压缩比和增设发动机闭环控制系统等技术改进，恢复发动机功率(达到原汽油机的水平)和改善排放。使天然气汽车成为真正实用的清洁汽车。

关键词： cng发动机混合器优化设计技术改进

CA4102天然气发动机燃烧过程的仿真研究

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CA4102天然气发动机燃烧过程的仿真研究

作者：李昕吉林大学

学位级别：硕士

随着石油供应的日益紧张,汽车代用燃料近些年来快速发展,其中压缩天然气(Compressed Natural Gas,简称cng)以其丰富的资源和良好的排放特性在世界范围内得到了广泛的应用。然而,天然气的化学性质相对稳定,在燃烧过程中火焰传播速度较慢... 详细信息

随着石油供应的日益紧张,汽车代用燃料近些年来快速发展,其中压缩天然气(Compressed Natural Gas,简称cng)以其丰富的资源和良好的排放特性在世界范围内得到了广泛的应用。然而,天然气的化学性质相对稳定,在燃烧过程中火焰传播速度较慢,导致发动机存在平均有效压力和热效率低、缸内局部热负荷高、甲烷HC排放高等问题,限制了cng发动机优势的发挥。因而研究cng发动机的缸内燃烧过程对提高发动机的性能具有非常重要的意义。本文利用AVL FIRE软件对CA4102天然气发动机的压缩、着火、燃烧及膨胀过程进行了建模和仿真计算,在模型得到试验验证的基础上,研究了燃烧室形状和点火能量对发动机性能及排放的影响。计算结果表明: 1、燃烧室形状对缸内流动和燃烧过程有较大的影响:1)降低点火初期火花塞附近混合气的流动强度有利于点火后快速地形成稳定的火焰中心,缩短火焰发展期;2)加强靠近火花塞一侧的挤流运动强度,可以促进火焰向火花塞对侧燃烧室的传播,同时燃烧室两侧产生的挤流运动相互作用,提高了上止点附近燃烧室内的湍流强度,提高了燃烧速度;3)在本文针对CA4102天然气发动机设计的四个燃烧室中,从提高燃烧速度方面考虑,4#燃烧室最好。 2、点火能量对燃烧过程的影响:增大点火能量,能够确保快速地形成稳定的火焰中心,缩短火焰发展期,提高缸内最高爆发压力和放热率,减少高温散热等损失。但当点火能量增大到一定值时,对燃烧过程的影响不再明显。根据计算结果,同时兼顾点火系统的寿命和可靠性,宜将CA4102天然气发动机的点火能量选择在120mJ左右。

关键词： cng发动机燃烧模拟燃烧室形状点火能量

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增压车用天然气发动机增压器匹配及性能优化

增压车用天然气发动机增压器匹配及性能优化

作者：刘廷湖南大学

学位级别：硕士

随着石油短缺和环境污染问题的日益突出,发展车用发动机代用燃料显得越来越重要。本文通过数值模拟软件GT-Power对某公司的一款1.5L cng(压缩天然气)发动机进行了涡轮增压器的匹配及性能优化。首先,运用GEM3D工具离散化的方法建立了某1... 详细信息

随着石油短缺和环境污染问题的日益突出,发展车用发动机代用燃料显得越来越重要。本文通过数值模拟软件GT-Power对某公司的一款1.5L cng(压缩天然气)发动机进行了涡轮增压器的匹配及性能优化。首先,运用GEM3D工具离散化的方法建立了某1.5L自然吸气车用天然气发动机GT-Power仿真模型,该建模方法能够提高建模效率和建模精度,经用试验数据对模型进行校核,模型最大误差为3.64%,满足工程应用要求。在自然吸气天然气发动机计算模型的基础上建立了涡轮增压发动机模型。利用该模型对由两个涡轮机A、B和三个压气机C、D、E相互组合的六种涡轮增压器匹配方案分别进行了计算,综合分析了六种方案与发动机的匹配情况,最终确定由涡轮机A和压气机E组合的方案3为最优方案。接着对涡轮增压器方案3进行了台架试验,试验结果表明增压发动机的最大扭矩为190.8N.m(2800r/min),最大功率为85.9k W(5200r/min),达到了预期性能开发目标值。将模拟值与试验值进行对比,模拟值最大误差小于5%,在工程应用允许误差范围内。最后,用DOE(design of experiment)试验设计工具对增压发动机的点火提前角进行了优化,优化后发动机在缸内最大爆发压力和涡前排气温度的限制下扭矩最大提高了9.3%。优化了发动机外特性和2800r/min部分负荷时不同压缩比下的点火提前角,在外特性下受缸内最大爆发压力和涡前排气温度的限制,随着压缩比的增大,发动机扭矩略有增大,燃气消耗率略有降低,缸内最大爆发压力和涡前排气温度在低转速段变化较明显,在中高转速段则无明显的变化。2800r/min部分负荷时,发动机随压缩比的增大,扭矩和缸内最大爆发压力均增大,燃气消耗率和涡前排气温度均减小。最终确定最优压缩比为12。对发动机过量空气系数进行了计算分析,同时优化了发动机不同过量空气系数时的点火提前角,燃气消耗率随过量空气系数的增大大致呈现先减小后增大的趋势,得出过量空气系数为1.1时发动机具有最佳经济性。

关键词： cng发动机仿真模拟增压器匹配 DOE 性能优化

La1-XCeXMnO3纳米粉体的制备及净化cng汽车尾气的活性研究

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La1-XCeXMnO3纳米粉体的制备及净化CNG汽车尾气的活性研究

作者：陈海峰天津大学

学位级别：硕士

随着汽车保有量的大幅增加和世界范围内石油危机的日益严重,降低车用动力的燃料消耗和尾气排放已经成为汽车消费者和生产者共同关注的话题。利用清洁能源燃料代替柴油、汽油等传统燃料是解决这一问题的有效途径之一,天然气(NG)作为一种... 详细信息

随着汽车保有量的大幅增加和世界范围内石油危机的日益严重,降低车用动力的燃料消耗和尾气排放已经成为汽车消费者和生产者共同关注的话题。利用清洁能源燃料代替柴油、汽油等传统燃料是解决这一问题的有效途径之一,天然气(NG)作为一种绿色替代燃料逐渐成为人们研究的热点。本论文针对压缩天然气汽车排放中CH浓度高且难氧化的特点,研制稀土钙钛矿型LaCeMnO纳米粉体,开发适用于压缩天然气汽车尾气后处理的催化转化器,具体研究内容如下: 1.采用溶胶-凝胶法制备一系列LaCeMnO(x = 0,0.2,0.4,0.6,0.8)钙钛矿催化剂粉体,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等测试技术对其结构和形貌进行研究。考察焙烧温度和Ce取代量x值对La-Ce-Mn型钙钛矿晶体结构的影响。 2.结果表明焙烧温度在700℃以上时样品中才出现明显的钙钛矿结构,800℃焙烧制备的样品粒径比较均匀,钙钛矿含量比较丰富;Ce取代量x值对钙钛矿晶体结构影响较大,x = 0.2时,样品的钙钛矿晶体结构属于四方晶系,x > 0.2时样品的钙钛矿晶体结构转变成三方晶系。 3.将LaCeMnO纳米粉体分散在γ-AlO浆料中,以堇青石蜂窝陶瓷为载体制备LaCeMnO(x = 0.2,0.4,0.6)/γ-AlO/堇青石蜂窝陶瓷催化转化器。并在自行设计和建设的催化燃烧平台上考察不同Ce取代量的钙钛矿催化剂对模拟cng发动机尾气中CH、CO和NOX的催化转化作用。 4. Ce取代量x对催化剂的催化活性有较大影响。 1)随着x由0.2增加至0.6,CH的初始转化温度Ti由100升高至200,而低温条件下的转化率逐步降低;相应的CH的最终转化率没有明显变化,分别是31.3%,31.1%和33.4%。 2)随着x由0.2增加至0.6,CO的初始转化温度Ti、半转化温度(T50)逐步降低;而完全转化温度(T100)则在x = 0.4时出现最小值。 3) x的变化对NO的初始转化温度、转化率没有明显的影响。

关键词：钙钛矿 cng发动机尾气排放催化净化

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车用天然气发动机控制器关键技术的研究

车用天然气发动机控制器关键技术的研究

作者：周峰上海交通大学

学位级别：硕士

随着汽车保有量的不断增加，石油供需矛盾和尾气排放造成的环境污染问题日益加剧，开发代用燃料汽车成为汽车领域的研究热点。由于天然气具有储量丰富，尾气排放低等优点，使天然气成为各大汽车公司开发代用燃料汽车的理想选择。本课题... 详细信息

随着汽车保有量的不断增加，石油供需矛盾和尾气排放造成的环境污染问题日益加剧，开发代用燃料汽车成为汽车领域的研究热点。由于天然气具有储量丰富，尾气排放低等优点，使天然气成为各大汽车公司开发代用燃料汽车的理想选择。本课题来源于国家863计划节能与新能源汽车交通领域重大项目——“大型公交车用cng发动机产品开发”，针对电控cng(Compressed Natural Gas)发动机控制器的关键技术开展了设计和试验研究，本文所做的工作将加快国内cng发动机电控系统的产业化进程。本文首先介绍天然气汽车和天然气发动机电控系统的发展过程及其燃料供给系统的技术路线，确定了本课题采用电控调压式燃料供给方式。对宽域氧传感器的结构、特性及其工作原理等进行了比较详尽的分析，并根据课题的研究目标进行了cng发动机电控系统的总体设计，完成系统零部件地配置和选型。本文基于32位单片机MC68376设计了cng发动机控制器硬件系统。针对控制系统功能的要求，设计了相关外围电路，包括电源电路、A/D转换参考电平，输入处理电路及输出驱动电路等。在深入分析、研究宽域氧传感器工作原理的基础上，开发了宽域氧传感器分离控制电路和集成控制模块，包括泵电流控制模块、电源供给模块和加热模块等，完成了空燃比和温度信号优化与标定。本文对宽域氧传感器空燃比、温度信号采集、宽域氧传感器加热驱动的底层控制程序进行开发，实现了电控调压器与控制器之间的CAN总线通信，用于燃料供给量的控制。设计并成功研制出cng发动机电控系统专用硬件在环仿真平台，可以在办公室环境下实现cng发动机控制器功能的初步调试和优化控制，从而减少试验的危险性，节约了大量的人力、物力和财力。发动机试验表明，所开发的cng发动机控制器性能稳定，在全工况运行中宽域氧传感器的信号采集稳定、准确，对发动机的运行实现了空燃比的闭环控制，发动机性能达到课题的预期目标。

关键词： cng发动机控制器宽域氧传感器空燃比

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天然气发动机电控单元开发

天然气发动机电控单元开发

作者：王超吉林大学

学位级别：硕士

随着排放法规的日益严格和能源需求的日益加大,发展车用替代燃料已成为汽车领域发展的新热点。天然气由于储量丰富,排放低等特点成为各大汽车厂商开发替代燃料汽车的理想选择。本文对压缩天然气(cng)汽车、发动机和天然气发动机电控系... 详细信息

随着排放法规的日益严格和能源需求的日益加大,发展车用替代燃料已成为汽车领域发展的新热点。天然气由于储量丰富,排放低等特点成为各大汽车厂商开发替代燃料汽车的理想选择。本文对压缩天然气(cng)汽车、发动机和天然气发动机电控系统的发展历程进行了介绍,对cng发动机控制单元的硬件电路进行了设计开发,对cng发动机控制系统中应用的正时控制方案、燃气喷射控制、点火控制、闭环Lambda控制和电子节气门控制进行了研究,对CCP协议及利用基于CCP协议的标定工具建立完整标定系统的方法进行了介绍,最后通过硬件在回路仿真和发动机台架完成了对发动机控制单元的功能验证。论文的另外一项工作是在32位控制器MPC555上进行系统开发,掌握32位控制器平台的开发技术;控制软件开发是电控单元开发中的一个关键环节,论文对控制软件的规范开发方法和流程进行了研究,并在系统开发中进行了实践。硬件在回路仿真试验和发动机台架试验表明,设计的cng发动机电控单元软件和硬件都达到了设计要求。

关键词： cng发动机电控单元控制策略空燃比 CCP

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压缩天然气发动机电控系统的研制

压缩天然气发动机电控系统的研制

作者：陈飞西华大学

学位级别：硕士

由于全球石油资源日渐贫乏和大气污染日趋严重,代用燃料发动机的研究正成为发动机领域的重要研究方向,尤其是压缩天然气作为一种清洁的代用燃料在发动机上得到广泛的应用。天然气发动机以其良好的排放性能和经济性能具有广泛的应用前景... 详细信息

由于全球石油资源日渐贫乏和大气污染日趋严重,代用燃料发动机的研究正成为发动机领域的重要研究方向,尤其是压缩天然气作为一种清洁的代用燃料在发动机上得到广泛的应用。天然气发动机以其良好的排放性能和经济性能具有广泛的应用前景。本文以cng发动机为研究对象,以提高天然气发动机排放性能为主要目标,开展cng发动机电子控制系统理论和试验研究,具有重要的现实意义。本文在对天然气发动机的发展与现状进行深入分析的基础上,对cng发动机电子控制系统进行了总体方案的设计,研制了电控多点同时燃气喷射系统、电控分配点火系统和电控怠速控制系统,并对电控多点同时燃气喷射系统、电控分配点火系统和电控怠速控制系统进行硬件和软件的设计,硬件方面给出了输入输出模块、微处理器模块DSP的设计,软件方面进行了基于嵌入式实时操作系统(DSP/BIOS)的系统软件设计,介绍了设计过程中的几种抗干扰措施。由于发动机的动力性、经济性和排放性能均与其瞬态空燃比密切相关,本文系统阐述了基于开关式氧传感器的闭环控制策略,并对空燃比控制策略进行了仿真,从理论上验证了此控制策略的可行性。本文在单一燃料cng发动机上采用缸外进气阀处喷射供气、多点同时间歇喷射技术,利用开关式氧传感器在稳定工况下实现闭环控制。可实现发动机各缸燃气喷射量和喷射时刻控制,改善各缸混合气的一致性。完成了单—燃料cng发动机分配点火系统的设计,可实现发动机各缸点火提前角和点火通电时间的控制。实现了基于转速的怠速模糊闭环控制,利用怠速空气控制阀实现了怠速的恒速控制。本文进行了模拟试验和实机试验。利用信号发生器等装置模拟传感器产生信号,观察高速输出口的喷气和点火特征并进行了结果分析。利用实验室提供的YH465Q-1E发动机,在其硬件基础上进行了改装,进行了怠速工况的试验,取得了部分试验数据,并进行了结果分析,验证了此电控系统的可行性。本文最后指出了所研制的电控单元不足之处和需要改进、完善的地方,提出了改进方案和措施等进一步的研究展望。

关键词： cng发动机 AFR控制策略电子控制 RTOS

双火花塞对低排放天然气发动机燃烧影响仿真研究

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双火花塞对低排放天然气发动机燃烧影响仿真研究

作者：李垂孝吉林大学

学位级别：硕士

随着传统能源危机日益加剧,天然气燃料作为车用的替代燃料有着诸多优势,其市场应用前景广阔。压缩天然气发动机在当量比为1的燃烧模式可以用转化效率高、成本低的三元崔效转化器进行废气后处理,从而满足严苛的排放法规。此种燃烧模式的... 详细信息

随着传统能源危机日益加剧,天然气燃料作为车用的替代燃料有着诸多优势,其市场应用前景广阔。压缩天然气发动机在当量比为1的燃烧模式可以用转化效率高、成本低的三元崔效转化器进行废气后处理,从而满足严苛的排放法规。此种燃烧模式的问题是在大负荷下发动机的热负荷高、爆震倾向加剧,同时cng（Compress Nature Gas）燃料的火焰传播速度低,使得发动机效率降低。因此,本文基于在当量比为1、通入大EGR率进行降低大负荷下发动机的热负荷、使用双火花塞点火技术实现缸内工质快速燃烧的技术路线。首先借助GT-POWER软件建立了发动机一维仿真平台,研究不同EGR率对发动机性能的影响规律,并得出在低高负荷下能够达到的最大EGR率,然后利用AVL-FIRE三维仿真软件对大负荷下所能达到的最大EGR率联合双火花塞点火技术的燃烧过程进行了客观研究,得出了不同点火策略及点火能量对发动机性能的影响规律。本文先是基于GT-POWER软件建立的一维仿真平台在25%和75%负荷、当量比为1、转速=2840r/min条件下,研究了不同的EGR率对cng发动机性能的影响规律。结果表明:随着EGR率的增加,在低、高负荷时会使得缸内燃烧峰值压力降低、放热率曲线后移;中冷EGR需要达到一定量才能起到降低机内温度的作用,在低负荷所研究的最大EGR率（15%）并不能够起到降低热负荷的作用,在高负荷EGR率达到17%时温度开始下降,在超过20%时温度可以控制在700℃以内;cng燃料于当量比燃烧状态下,高负荷（75%负荷）通入EGR时可以降低CO的生成量,而在低负荷（25%负荷）时有大量CO生成,均可以很好的抑制NOx的生成量,HC生成量增加;仿真结果为实验的进行提供了客观的研究规律,随着EGR率的增加,cng发动机的经济性变差,有一定的开发空间（可用双火花塞的快速燃烧技术进行开发）,综合上述分析,在低负荷时不适合通入EGR。基于一维平台的仿真结果和规律,借助AVL-FIRE三维仿真软件进行了在25%EGR率、75%负荷、当量比为1时单双火花塞不同点火策略及其最优点火提前角、点火能量对cng发动机燃烧过程及性能的定性及定量分析。结果表明:双火花塞点火可以缩短火焰传播距离,有效地提高火焰的传播速度。在大EGR率（25%）下,合理的点火正时可以更好的将单、双火花塞点火策略对cng发动机的性能发挥到最佳,单火花塞点火的最佳点火正时为655°CA（上止点前65°CA）附近,双火花塞同步点火为665°CA（上止点前55°CA）,双火花塞异步点火为665-660°CA（上止点前55-60°CA）;在最佳点火性能下,双火花塞点火的燃烧持续期比单火花塞缩短了20°CA左右;双火花塞点火策略的热负荷高于单火花塞点火策略;点火正时对不同点火策略的影响程度为:单火花塞的影响最大,双火花塞同步点火次之,对双火花塞异步点火影响最小。双火花塞点火相比于单火花塞点火的指示功率提高2KW,指示燃油消耗率提高8%左右,明显改善了cng发动机性能及燃烧质量;通过对双火花塞同步于665°CA点火,初始点火能量为35m J、45 m J、55 m J、65 m J对cng发动机性能的影响分析,对比研究不同初始点火能量同步点火所产生的火核半径、缸压、放热率、平均温度、NO生成量及燃烧特性参数及指示性能指标,在保证能够正常点火的情况下,初始点火能量对通入大EGR率的当量比（λ=1）工质燃烧过程的影响不大。

关键词： cng发动机双火花塞 EGR 经济性点火正时优化数值计算

N4SH-E3天然气发动机三效催化器的匹配与标定

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N4SH-E3天然气发动机三效催化器的匹配与标定

作者：李显吉林大学

学位级别：硕士

随着全球石油资源的日趋紧张和排放法规的日益严格,发展清洁代用燃料汽车成为汽车行业的一个重要研究方向,天然气以其资源丰富和燃烧清洁成为汽车替代能源的首选。虽然天然气本身是较清洁的燃料,然而随着排放法规的越来越严格,天然气发... 详细信息

随着全球石油资源的日趋紧张和排放法规的日益严格,发展清洁代用燃料汽车成为汽车行业的一个重要研究方向,天然气以其资源丰富和燃烧清洁成为汽车替代能源的首选。虽然天然气本身是较清洁的燃料,然而随着排放法规的越来越严格,天然气发动机也需要加后处理系统,本文采用过量空气系数为1加装三效催化器的技术路线。本文是基于吉林省汽车发展专项基金项目——“N4SH-E3电控多点喷射单燃料天然气发动机的开发”。主要工作是后处理系统的优化匹配。本文阐述了三效催化器的结构、性能评价指标和反应机理,介绍了天然气发动机实验台架的搭建,测量了冷起动过程中排气温度变化,确定催化器安装位置;完成了三种配方三元催化反应器在不同转速和负荷下的空燃比特性实验,对2#催化器进行了稳态全工况标定得到了喷气MAP图和最佳点火提前角MAP图,最后发动机按照GB17961-2005车用压燃式、气体燃料点燃式发动机与汽车排气污染物排放限值及测量方法(中国Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ阶段)进行了检测,整机排放达到了国Ⅲ排放标准。

关键词： cng发动机三效催化器窗口优化匹配标定

燃烧室形状和喷气规律对天然气发动机燃烧的改善

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燃烧室形状和喷气规律对天然气发动机燃烧的改善

作者：黄晶慧吉林大学

学位级别：硕士

随着石油紧缺和能源的大量消耗,各国对代用燃料的研究和新能源的开发也日益深入。气体燃料资源丰富,开发和利用的价值都很大。我国已经开始对天然气、液化石油气等气体燃料进行研究和使用。大量研究表明,燃烧过程是决定发动机性能的主... 详细信息

随着石油紧缺和能源的大量消耗,各国对代用燃料的研究和新能源的开发也日益深入。气体燃料资源丰富,开发和利用的价值都很大。我国已经开始对天然气、液化石油气等气体燃料进行研究和使用。大量研究表明,燃烧过程是决定发动机性能的主要因素,而燃烧过程往往受控于燃烧边界条件。为了研究燃烧室形状和喷气规律对缸内燃烧的影响规律,本文利用STAR-CD软件模拟研究了六种燃烧室形状(缩口、方形、梯形、直口ω形、缩口ω形和缩口方形)及喷气规律对cng发动机燃烧及排放的影响,研究结果表明: a.燃烧室形状对缸内湍流动能场的变化历程有较大的影响。较为理想的变化历程应为:点火时湍流动能较小,有利于形成稳定的火核;随后湍流动能应该逐渐增大,这样有利于加快火焰传播速度,提高燃烧热效率;在燃烧后期仍保持较高的湍流动能,使缸内混合气燃烧得较彻底。在六种燃烧室中,方形燃烧室和缩口方形燃烧室所对应的示功图较为理想,但是缩口方形燃烧室对应的NO排放较高,所以在六种燃烧室中方形燃烧室为最佳。 b.喷气规律直接决定了缸内混合气的浓度分布。对于稀燃cng发动机而言,在点火时刻较为理想的浓度分布应为:火花塞附近较浓,而其它区域为均匀分布。这种分布规律有利于改善cng发动机的着火稳定性及火焰传播速度。本cng发动机的进气方式为进气道喷射,采用天然气两段喷射可以得到上述较为理想的缸内混合气浓度分布规律。试验和模拟结果均表明:优化设计燃烧室形状和喷气规律可以明显改善稀燃cng发动机的燃烧和排放性能。

关键词： cng发动机数值模拟燃烧室形状两段喷射燃烧