低压缸内直喷CNG发动机燃烧特性的试验研究.docx

低压缸内直喷CNG发动机燃烧特性的试验研究
摘要
为了研究低压缸内直喷CNG发动机的燃烧特性，本文进行了一系列试验研究。通过燃烧分析仪、示波器等仪器对发动机的燃烧过程进行实时监测和分析，并对燃烧室的温度进行了测量。研究表明：低压缸内直喷CNG发动机燃烧稳定，NOx和HC均得到有效控制，燃烧过程中的最高温度较低，出现点火提前角和燃烧延迟等问题，但通过优化点火提前角和燃油喷射时间等参数可以得到更优的燃烧效果。
关键词：低压缸内直喷CNG发动机；燃烧特性；稳定性；排放；优化。
Abstract
Inordertostudythecombustioncharacteristicsoflow-pressurecylinderdirectinjectionCNGengines,aseriesofexperimentalstudieswerecarriedoutinthispaper.Thecombustionprocessoftheenginewasmonitoredandanalyzedinrealtimebycombustionanalyzer,oscilloscopeandotherinstruments,andthetemperatureofthecombustionchamberwasmeasured.Theresultsshowthatthecombustionoflow-pressurecylinderdirectinjectionCNGengineisstable,andtheNOxandHCareeffectivelycontrolled.Thehighesttemperatureduringthecombustionprocessisrelativelylow,whichresultsinproblemssuchasignitionadvanceangleandcombustiondelay,butbettercombustionresultscanbeobtainedbyoptimizingparameterssuchasignitionadvanceangleandfuelinjectiontiming.
Keywords:low-pressurecylinderdirectinjectionCNGengine;combustioncharacteristics;stability;emissions;optimization.
引言
随着环保意识的加强和国家对环境保护力度的加大，替代传统燃料成为关注的焦点和趋势。作为一种新型清洁燃料，CNG渐渐成为汽车工业和能源领域的研究热点。与传统车用燃油相比，CNG燃料的发射物（如NOx和HC）数量明显较少，且燃烧能量高、热值高，具有很好的经济性和环保性能。因此，CNG发动机的研发和应用成为了汽车工业的发展方向。
低压缸内直喷CNG发动机相比其他形式的CNG发动机有许多优势，如燃油直接喷射到气缸中的部分，可提高燃烧效率，减少废气排放；可针对燃油的不同状态，灵活地调节燃烧控制策略。因此，本研究选取低压缸内直喷CNG发动机为研究对象，对其燃烧特性进行试验研究。
实验设备和方法
测试对象为四缸低压缸内直喷CNG发动机。实验中使用的测量仪器包括：KISTLER6175B压力传感器、三通CO2分析仪、CLD680尾气分析仪、CombustionAnalyserCA10（燃烧分析仪）、HBMMV40示波器、K热电偶。本文主要测量发动机的燃烧室压力和燃烧室温度，并记录燃油喷射量和进气压力等参数。
实验流程如下：
1.启动发动机，使其运转到稳定状态，并调整稳定转速。
2.以1牛顿/秒的采样速率记录气门开度、加速器开度、燃油喷射量、进气压力等参数。
3.通过压力传感器记录气缸压力曲线，计算热效率、燃油消耗率、NOx和HC排放量。
4.通过燃烧分析仪、示波器等仪器对发动机的燃烧过程进行实时监测和分析，并对燃烧室的温度进行测量。
结果分析
通过实验获得的数据，绘制出了发动机的燃烧室压力曲线、燃烧室温度曲线和燃油喷射量曲线，分析表明：低压缸内直喷CNG发动机的燃烧稳定，NOx和HC均得到有效控制，使排放物的整体水平得到有效的压抑，同时具有很高的热效率，有很大的经济性和环保性能。
但也存在一定的问题，如点火提前角、燃烧延迟等。通过优化点火提前角和燃油喷射时间等参数，可以得到更优的燃烧效果。此外，还需关注燃烧过程中的最高温度，以防过高的温度对发动机产生不利影响。
结论
本文进行了低压缸内直喷CNG发动机燃烧特性的试验研究，结果显示该发动机具有燃烧稳定、经济环保等优点，但也存在点火提前角、燃烧延迟和最高温度过高等问题。实验结果表明，优化燃油喷射时间和点火提前角等参数可以得到更优的燃烧效果，提高发动机的经济