基于一維/三維模型耦合的富氧燃燒天然氣發(fā)動機數(shù)值模擬

【摘要】：以某1.0L3缸汽油機為基礎(chǔ),利用GT-Power與Converge建立了天然氣發(fā)動機耦合仿真模型,并利用原機試驗數(shù)據(jù)對模型進行了驗證,研究了進氣富氧與EGR對天然氣發(fā)動機性能的影響特性,對利用進氣富氧與EGR改善天然氣發(fā)動機的性能進行了探討。結(jié)果表明,隨進氣氧氣體積分數(shù)提高,天然氣發(fā)動機平均有效壓力顯著提高,最大可提高22.8%(氧體積分數(shù)為28%時);同時缸內(nèi)溫度和NOx排放升高,排氣與傳熱的能量損失增加,燃氣消耗率略有升高。加入EGR可以降低富氧燃燒下天然氣發(fā)動機燃氣消耗率,隨著EGR率增加,燃氣消耗率主要呈先減小后增加趨勢;且隨進氣氧濃度提高,各濃度下最低燃氣消耗率對應的EGR率逐漸提高;NOx排放隨EGR率增加而逐漸降低,在進氣氧體積分數(shù)為23%,25%,27%,29%時,EGR率分別為10%,15%,20%,25%即可將NOx排放降到原機水平;利用進氣富氧與EGR可以有效地改善天然氣發(fā)動機動力不足與NOx排放高的狀況。 【作者單位】： 上海交通大學機械與動力工程學院;上海空間電源研究所;
【關(guān)鍵詞】： 天然氣發(fā)動機 富氧燃燒 廢氣再循環(huán) 數(shù)值模擬
【基金】：上海航天技術(shù)研究院-上海交大航天先進技術(shù)聯(lián)合研究中心資助項目(USCAST2013-32)
【分類號】：TK401
【正文快照】： 天然氣作為傳統(tǒng)發(fā)動機的替代燃料有著許多優(yōu)點:資源豐富,價格低廉,燃燒產(chǎn)生的有害排放低,二氧化碳排放低,辛烷值高等。但天然氣發(fā)動機同樣存在不足,相比于汽油機,天然氣發(fā)動機由于容積效率低、缸內(nèi)火焰速度慢等因素,其動力輸出相比同條件下汽油機明顯降低[1],而且具有較嚴重的

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