点燃式HCNG发动机一维数值模拟研究.pdf

《点燃式HCNG发动机一维数值模拟研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第32卷第2期内燃机工程V01．32No．22011年4月ChineseInternalCombustionEngineEngineeringApril．2011文章编号：1000--0925(2011)02--0046--07点燃式HCNG发动机一维数值模拟研究马凡华。丁尚芬，王业富，王明月，王字。赵淑莉(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084)OneDimensionalNumericalSimulationofSIHCNGEngine320027MAFan—hua，DINGShang-fen，W

2、ANGYe-fu，WANGMing-yue，WANGYu，ZHAOShu-li(StateKeyLaboratoryofAutomobileSafetyandEnergy，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：OnedimensionalsimulationmodelforworkingprocessofHCNGenginewasbuiltupwiththehelpofAVLBOOST．Validatedbyexperiments。themodelwasapp

3、liedtoaseriesofanalyticstudyontheHCNGenginebasedonmainvariablesofhydrogen—CNGvolumetricratio，engineload，compressionratioandvalvetimings．Theresultsshowthatwithhydrogen-CNGratioandengineloadincreasing，thein—cylin—dertemperaturerises，leadingtomoreheattransferlOSSa

4、ndNo。emissions．Increaseofcompressionratioishelpfultoimprovementofenginepowerandfueleconomy．Intakevalveclosingdelayandexhaustvalveopen—ingadvancealsohaveimportanteffectsontheboth．0概述摘要：利用AVLB()OST软件建立天然气掺氢(HCNG)发动机的整机工作过程一维模拟模型，通过与试验结果对比，证明了模型的适用性和准确性。并对HCNG发动机进

5、行了一系列的变参数分析研究，主要变化参数包括体积掺氢比、负荷、压缩比及配气相位。模拟计算结果表明：提高掺氢比和负荷可提高缸内燃烧温度，使传热损失和NQ排放增加；提高压缩比有利发动机的动力性和经济性；进气迟闭角和排气提前角相位对发动机的动力性和经济性有较大影响。关键词：内燃机；天然气掺氢发动机；一维数值模拟；试验验证Keywords：ICengine；HCNGengine；onedimensionalnumericalsimulation；experimentalvalidation中图分类号：TK464文献标识码：A

6、近年来，我国汽车工业高速发展，带来了一系列关于能源和环保的问题。采用清洁高效的新型替代燃料是缓解上述问题的有效方法，天然气和氢气被认为是非常具有应用前景的车用替代燃料。而天然气掺氢燃料(HCNG)更是由于其燃烧清洁的显著特性受到国内外研究者的日益重视。文献[1，2]分析了HCNG发动机的排放特性，并指出将HCNG燃料应用在大排量火花点火发动机上能获得最大环保收益。在Daewoo重型发动机上的试验结果表明：燃用掺氢体积比30％的HCNG燃料，可在保持C0和未燃HC排放与原天然气发动机水平相当的前提下大幅削减NO。的排放

7、。文献[3]在汽油机改装的HCNG发动机上的试验研究也表明：在过量空气系数不变的情况下，掺氢可以降低HC和C0：的排放，但会增加N0。排放，同时由于掺氢可扩大稀燃极限，因此可在稀燃下获得较低的HC、C0、C0。和N0，排放。随着计算机技术的发展，数值模拟已成为发动机研究和设计的重要途径，它具有成本低、周期快等特点。本文通过一维数值模拟模拟技术(AVLBOOST软件[4])来研究HCNG发动机工作过程及收稿日期：2009-06-17基金项目：国家“八六三”高技术研究发展计划——节能与新能源汽车项目(2006AAIIAI

8、B7)作者简介：马凡华(19“一J．男．副教授．博士。主要研究方向为代用燃料发动机与氢能利用。E·mail：math@tsingh弧．edn．c11。僚体性能．眦期对赢效低排放HCNG发动扫L的开发和拆定起到一定的理论指导作川。模拟对象及刹量仪器奉史采用的发动机为东风汽车公司生产的6缸、直到EQD210N一20单点电{I；!灭拣气喷射发动机．缸