點火提前角對氫燃料發(fā)動機(jī)燃燒及排放特性的影響研究.pdf

1、全球化石能源危機(jī)及環(huán)境污染情況日益嚴(yán)峻，氫能源以其可再生、儲量豐富、清潔及來源廣泛等優(yōu)點，被眾多內(nèi)燃機(jī)學(xué)者認(rèn)為是理想的傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)代用燃料。然而，氫燃料在內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用中存在著早燃、回火、爆燃等異常燃燒問題，制約了氫燃料發(fā)動機(jī)動力性和經(jīng)濟(jì)性提高，同時也嚴(yán)重阻礙了氫氣在內(nèi)燃機(jī)方面的應(yīng)用與發(fā)展。
　　本文以嘉陵JH600發(fā)動機(jī)為原型，利用SolidWorks建立氫發(fā)動機(jī)三維幾何模型。利用AVL-Fir e軟件對氫燃料發(fā)動機(jī)燃燒和排放過程進(jìn)

2、行了模擬仿真計算。分析了在不同轉(zhuǎn)速和當(dāng)量燃空比下，點火提前角對缸內(nèi)燃燒壓力、溫度、瞬時放熱率、累積放熱量及NOx排放的影響。結(jié)合PFI氫發(fā)動機(jī)回火機(jī)理以及引起回火的因素，分析出點火提前角與抑制回火的關(guān)系，綜合分析發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性及排放特性，分別確定在各個工況下的最佳點火提前角。在研究過程中采用迭代選優(yōu)的方法對點火時刻研究得出：隨著轉(zhuǎn)速的增大，與之相對應(yīng)的最優(yōu)點火提前角也隨之增大。當(dāng)量比為0.5時，1000r/min，4500r/mi

3、n，6000r/min的最佳點火時刻分別為上止點前7.5°CA、12.5°CA及15°CA；當(dāng)量比為0.67時，1000r/min，4500r/min，6000r/min的最佳點火時刻分別為上止點前5°CA、10°CA及12.5°CA。在這些點火時刻下，滯燃期較短，燃燒定容性較好，獲得的指示功較大，動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)較優(yōu)，廢氣排放較少，有利于抑制發(fā)動機(jī)發(fā)生回火。綜上所述，在保證發(fā)動機(jī)動力性的前提下，適當(dāng)?shù)耐七t點火時刻對進(jìn)氣道噴射氫內(nèi)燃機(jī)