双燃料发动机燃烧放热规律分析及燃烧特性研究_尧命发(精)

文章编号:1000-0909(200204-0312-********双燃料发动机燃烧放热规律分析及燃烧特性研究

尧命发1,段家修1,覃军2,许斯都1,付晓光1

(1.天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室,天津300072;2.广西玉柴机器股份有限公司,广西玉林537000

摘要:从热力学和内燃机燃烧的基本理论入手,推导了计算分析双燃料发动机缸内工质成分和热力学参数的计算关系式以及求解双燃料发动机燃烧放热规律的微分方程式,基于面向对象技术开发了双燃料

发动机燃烧放热规律计算软件。研究结果表明:用传统柴油机分析方法计算双燃料发动机的放热率峰值

偏小,所计算的缸内工质平均温度偏高,新模型计算的结果与实际情况更为吻合。该分析软件可以适用

于多种燃料发动机,是内燃机燃烧放热规律的通用计算软件。双燃料发动机燃烧特性研究表明:双燃料

发动机初始放热率比纯柴油大,若着火始点在上止点后,双燃料缸内最大爆发压力比纯柴油低,否则比

纯柴油高;控制双燃料发动机着火始点是控制缸内最大爆发压力和NO x排放的关键,双燃料发动机着

火始点应在上止点后,可以使发动机爆发压力和NO x排放比纯柴油低。

关键词:双燃料;燃烧;放热规律;燃烧特性

中图分类号:T K432文献标识码:A

引言

随着内燃机排放法规的日益严格和石油资源危机日益加剧,柴油-气体燃料双燃料发动机应用越来越广泛,柴油机双燃料发动机具有高效率、低排放的优势,但其燃烧特性与纯柴油不同,其燃烧过程是引燃柴油的喷雾扩散燃烧和缸内均质混合气的快速火焰传播过程共同作用。示功图测试分析是研究内燃机工作过程的重要工具,它可以揭示发动机燃烧的内在规律和特点,为开发高效清洁发动机提供有效的分析手段,被广泛应用于研究和产品开发过程中。迄今为止,还没有针对双燃料发动机示功图的分析手段,大都采用柴油机的分析方法。实践证明,这种分析方法和实际双燃料发动机有较大差别。传统的计算分析方法,如描述缸内工质内能的Just经验公式用于描述双燃料发动机燃烧过程将会导致较大的误差。本文从热力学和内燃机燃烧原理的基本理论入手,推导了用于分析计算双燃料发动机缸内工质成分、热力学参数及求解燃烧放热规律的微分方程式,在此基础上基于面向对象技术开发了相应的计算分析软件,并研究分析了双燃料发动机的燃烧放热规律以及双燃料发动机的燃烧特性。

1双燃料发动机放热率分析计算模型

目前,计算双燃料发动机的放热规律通常采用计算柴油机的放热规律程序来进行计算。计算程序中一般将气体燃料折算成等热值的柴油,这样忽略了气体燃料与柴油热物性之间的差异,从而引起较大的计算误差。实际上,一方面气体燃料是在进气行程进入缸内的,在压缩行程中缸内的工质与纯柴油有较大差别,另一方面气体燃料的摩尔质量远比柴油小,同样热值的气体燃料的摩尔数远比柴油大,同时气体燃料的热物性参数也和柴油相差较大。为了减小计算误差,有必要从发动机燃烧过程的基本理论入手来推导双燃料发动机放热规律的计算模型。

1.1模型的基本假设

(1发动机缸内的热力学过程满足零维假定,即缸内温度、压力和工质是均匀的;

(2柴油和气体燃料按等比例燃烧;

(3柴油和气体燃料完全燃烧,即缸内工质为气体燃料、空气、完全燃烧产物和残余废气等组成;

(4忽略缸内工质泄露,缸内工质总质量变化率即为柴油的燃烧速率。

1.2缸内工质计算

计算缸内工质时,首先需要求解出柴油和气体燃料组成的混合燃料完全燃烧产物混合气的组成及摩尔分数,并求出完全燃烧产物的摩尔质量。完全燃烧产物由CO2、H2O和N2组成,由于混合燃料中各元素组成发生了变化,因而双燃料完全燃烧产物中各成分的摩

第20卷(2002第4期内燃机学报

Transactions of CSICE

V ol.20(2002N o.4

收稿日期:2001-06-06;修订日期:2002-01-28。

作者简介:尧命发(1968-,男,博士,主要研究方向为内燃机燃烧过程及排放控制技术。

尔分数和摩尔质量也将发生变化。1kg 混合燃料各元

素组分的质量成分为

g i =g i 1 (1-y +g i 2 y

H u 1

H u 2

式中:i 表示C,H,O 元素组分;g i 1,g i 2分别为柴油和气体燃料各元素的质量成分;H u1,H u2分别为柴油和气体燃料的热值;y 为气体燃料的替代率,其定义为

y =m q H u 2

m c H u 1+m q H u2

式中:m c ,m q 分别为柴油和气体燃料单位时间消耗的质量,kg /h 。计算出混合燃料各元素组分后,可以根据完全燃烧化学反应方程式求解1kg 燃料完全燃烧后混合气的组成及摩尔分数、完全燃烧产物的摩尔质量以及完全燃烧产物的热力学参数。1.3双燃料发动机燃烧放热规律计算热力学模型由热力学第一定律[1],有

d(mu d h =-p d V d h +d Q w i d h +d Q f

d h

(3式中:m 为工质质量,kg;u 为比内能,J/kg;p 为缸内压力,Pa;V 为气缸容积,m 3;Q w i 为缸内工质与燃烧室壁热交换,对外传热为负,缸壁对工质传热为正,可选用Wo sch ni 传热公式进行计算,J ;Q f 为燃料的燃烧放热量,J 。根据假设,缸内工质由空气、气体燃料、完全燃烧产物和残余废气组成,可将式(3左边展开为

d(mu d h =m d u d h +u

d m

d h

=∑4

i =1

m i C Vi +d C Vi d T T d T

d h +

∑4

i =1

d m i

d h T (4式中:T 为缸内工质温度,K;C Vi 为缸内工质定容比热, J/(kmo l K,i =1,2,3,4,分别代表空气、气体燃料、

完全燃烧产物和残余废气。由气体状态方程,有:

d T d h =V d p d h +p d V d h m R -d m d h 1

m T

式中:R 为气体常数,J/(kg K。

累计放热率可由下式求得:

x =∫

h 0

d Q f d h 1

m f H u 1d h (6式中:m f 为折算的柴油循环供油量;h 0为燃烧的起始角度。

1.4缸内工质质量计算(1缸内工质总质量

m =m 1+m 2+m 3+m 4

质量变化率为

d m d h =d Q f d h

(1-y

H u1

(2缸内空气变化率

d m 1d h =-d Q f d h λ1 (1-y H u 1+λ

2 y H u2

式中:λ1,λ2分别为柴油和气体燃料的当量空燃比。

(3气体燃料质量变化率

d m 2d h =-d Q f d h

H u 2

(10

(4完全燃烧产物质量变化率 d m 3d h =d m 1d h +d m 2d h +d Q f d h 1-y

H u1

(11

(5残余废气质量变化率为0,即

d m 4

d h

=0(12联立求解上述方程,即可求出发动机放热率和缸内工质温度。在上述模型中,若y =0,即气体燃料的替代率为0,为纯柴油情况;若y =1,即为气道进气的火花点火式发动机情况。所以上述模型是一个通用的内燃机燃烧放热规律计算模型。

基于面向对象(OO P的思想,作者在Window 98

平台上用Visual C ++

6.0语言编制了计算软件,并且

建立了用于发动机工作过程计算的基础库函数。该软件用户界面友好,功能易于扩充,为作者进一步开发工作过程计算软件提供了一个基础。

2模型计算结果比较与分析

图1是某增压水-空中冷双燃料发动机(为了尊重厂家意见,本文未列出原发动机的结构参数和性能参数的最大扭矩和标定功率工况用不同计算方法得到的结果,气体燃料进气方式为混合器进气。标定功率工况的平均有效压力为0.806M Pa,天然气替代率为47.4%,最大扭矩工况平均有效压力为0.926M Pa,天然气替代率为

51.3%。计算结果表明,双燃料发动机用柴油机的计算模型算出的放热率比本模型算出的要

小。主要表现为:在燃烧前期,最高放热率比新模型小,在燃烧后期新模型比柴油机模型小,但放热规律的形状基本一致。图2是用两种计算方法计算的缸内工质的平均温度以及和纯柴油相应工况缸内平均温度的比较,新模型的计算值比按纯柴油模型计算的低。大量数据计算结果表明,这种误差约为 2.5%~

3.5%,而且

随着替代率的增加其误差加大。这主要是由于按双燃料计算缸内工质的摩尔数比纯柴油大。在图2a 中也给出了用柴油机模型的计算结果,按新模型计算的双燃

料缸内工质温度比纯柴油燃料的低,用柴油机模型算出的结果与纯柴油相当。另外排放测试结果表明,该工

313·2002年7月尧命发等:双燃料发动机燃烧放热规律分析及燃烧特性研究

况的NO x排放双燃料比燃用纯柴油低。这也许证明修正后的模型计算结果与实际发动机工作情况更为吻合。因而为了客观地描述双燃料发动机缸内工作过程中的工质状态,新模型的修正是必要的,这有助于正确认识双燃料发动机燃烧过程的特点

。

最大扭矩工况(b标定工况

图1新模型与按柴油机模型计算的双燃料发动机放热规律比较

Fig.1Comparison the heat release rate calculated by the dual fuel engine model with the diesel engine

model

最大扭矩工况(b标定功率工况

图2新模型与按柴油机模型计算的双燃料发动机缸内温度计算结果比较

Fig.2Comparison the temperature in cylinder calculated by the dual f uel engine model with the diesel engine model

3双燃料发动机燃烧特性分析

在相同的供油提前角和平均有效压力条件下测

量了两种机型(A和B燃用双燃料和纯柴油的示功

图,并用新模型进行了分析计算,其中A机型为水-空

中冷,油泵带提前器,B机型为空-空中冷,不带提前器。

图3和图4分别是发动机A和B双燃料与纯柴油缸内

压力比较。图中表明,在最大扭矩工况下,发动机A缸

内的压力,双燃料与纯柴油几乎相当,纯柴油略高;标

定功率工况下,双燃料远大于纯柴油工况。而发动机B 则相反,标定功率工况下,双燃料缸内最大压力比纯柴油低。结合图5和图6燃烧放热规律计算结果可以发现,最高压力高的共同特征是发动机的着火燃烧开始

点在上止点前。发动机A带提前器,标定功率工况转速较高(2600r/min,由于提前器的作用,发动机A

在标定工况的着火开始于上止点前,最大扭矩工况点

的着火开始于上止点后,而发动机B由于没有提前器, 标定点着火开始于上止点后,最大扭矩工况着火开始

于上止点前。图5和图6示出燃烧放热规律有一个共同的特点,就是双燃料初期的最高放热峰值比纯柴油大,因而导致了在上止点前着火工况双燃料缸内最大

爆发压力比纯柴油大,而上止点后着火工况双燃料缸

内最大爆发压力比纯柴油低。作者在研究天然气替代率对燃烧过程及排放影响的研究中也发现,对于上止

点后着火的工况,替代率增大时,缸内爆发压力降低, NO x排放也降低,反之,缸内爆发压力和NO x排放也升高,因而将双燃料发动机燃烧始点控制在上止点后

是控制其缸内爆发压力和降低NO x排放的关键,同时

燃烧初期的快速燃烧也不至于导致发动机经济性的恶

化。图3b中双燃料比纯柴油爆发压力大得较多的原因

是由于发动机A是水-空中冷增压发动机,在标定点进

气温度较高,进气管的温度为105℃,温度升高一方面

减少了进气空气量,空燃比减小,另一方面CN G均质

混合气温度高更易着火燃烧,使双燃料初始放热率很

大,从图5b放热率曲线可以清楚地看到双燃料发动机

初始放热率远比柴油大,这导致双燃料发动机最大压

力升高率和缸内爆发压力升高。但发动机A在最大扭

矩工况以及发动机B的最大扭矩和标定功率工况,双

燃料进气管温度均在60℃左右,初始放热率峰值差

别相应要小些,因而控制增压发动机进气温度是控制·

314

·内燃机学报第20卷第4期

最大扭矩工况(b标定功率工况

图3发动机A 的双燃料与纯柴油示功图

Fig .3Compar ison the p C -φdiagram of diesel engine with the duel f uel engine of engine

最大扭矩工况(b标定功率工况

图4发动机B 的双燃料与纯柴油示功图

Fig .4 C omparison the p C -φdiagram of diesel engine with the duel f uel engine of engine

最大扭矩工况(b标定功率工况

图5发动机A 的双燃料与纯柴油放热规律比较

Fig .5Comparison the heat release rate of diesel engine with the duel f uel engine of engine

标定功率工况

(a最大扭矩工况图6发动机B 的双燃料与纯柴油放热规律比较

Fig .6 C omparison the heat release rate of diesel engine with the duel f uel engine of engine B

315·2002年7月尧命发等:双燃料发动机燃烧放热规律分析及燃烧特性研究

最大爆发压力和NO x 排放的又一个重要参数。为了避免在标定点产生过高的进气温度,双燃料发动机应该采用空-空中冷。

双燃料发动机燃烧放热峰值高的现象可由文献[2]报道的双燃料燃烧过程的高速摄影照片进行解释。高速摄影照片表明,双燃料燃烧是准均质混合气燃烧过程,一旦着火即为多点同时着火并迅速燃烧,并不像传统观点认为的那样存在明显的火焰传播燃烧过程。图5和图6燃烧分析计算的燃烧放热规律与着火滞燃期与文献[3]报道的自然吸气发动机研究结果也不一致,双燃料发动机着火滞燃期在中低速比纯柴油长,但在标定转速和纯柴油相当,其放热规律曲线形状都表现为前高后低,即一旦着火迅速燃烧,随后燃烧速率降低,原因在于发动机增压后进气状态(压力和温度发生变化所导致,因为对于自然吸气式发动机,不同工况的进气状态都是和大气状态相同的。图5和图6还表明,双燃料发动机总的放热量比燃用纯柴油多,但发动机的平均有效压力是相同的,这表明双燃料发动机的经济性比纯柴油差,试验测量也证明了这一点。

4结论

(1本文提出的计算双燃料发动机燃烧放热规

律模型的计算结果与实际更为吻合,用新模型计算的

燃烧放热峰值比用柴油机模型计算的高,缸内平均温度比用柴油机模型计算的低。

(2双燃料发动机燃烧初期燃烧放热率比纯柴油大;燃烧后期燃烧放热率相差不大,双燃料发动机的经济性比纯柴油差。

(3进气温度对双燃料发动机初始放热率、缸内压力和NO x 排放影响较大,故应采用空-空中冷。

(4控制双燃料发动机缸内最大爆发压力,进而控制N O x 排放的关键是控制其着火时刻,将着火时刻控制在上止点后,有利于控制双燃料发动机的最大爆发压力,进而可以降低发动机的NO x 排放。参考文献:

[1]刘永长.内燃机工作过程计算[M ].武汉:华东理工大

学出版社,1996.

[2]刘增勇.天然气/柴油双燃料发动机燃烧特性的研究:

[学位论文][D ].天津:天津大学,2001.

[3]尧命发,许斯都,郑尊清,等.直喷式柴油机燃用柴油-L PG 双燃料燃烧与排放特性的试验研究[J ].汽车技术,2001,(1:14~18.

An Investigation on the Heat Release Rate and the C ombustion

Characteristics of Dual -Fuel Engines

YAO Ming -fa 1,DUAN Jia -xiu 1,QIN Jun 2,XU Si -du 1,FU Xiao -guang 1

(1.N atio na l Co mbustio n Eng ine Labor ato ry ,Tianjin Univ ersity,Tia njin 300072,China;

2.Guangx i Yuchai M achine Limited Co.,Yulin 537000,China

Abstract :

柴油发动机的燃烧解读

项目四柴油机混合气形成与燃烧学习目标：掌握柴油机两种混合气的形成方式及特点，掌握直接喷射式和分隔式两大类柴油机燃烧室的结构及性能特点；了解柴油机供油系统的组成和喷射过程，掌握柴油机的燃烧过程及影响因素，掌握电控柴油喷身系统的组成、分类、电子控制功能，并在学习过程中随时注意对柴油机和汽油机进行比较。任务一柴油机混合气形成与汽油机工作原理相比，只有一个行程即作功行程中，柴油机由于用的柴油粘度比汽油大、不易蒸发，且自然温度又较汽油低，所以采用的是压缩自燃式点火。任务二柴油机的燃烧过程

柴油机燃烧过程非常复杂，为了便于分析和揭示燃烧过程的规律，通常将这一连续的燃烧过程分为四个阶段，即着火延迟期（又称为滞燃期）、速燃期、缓燃期和补燃期，如图所示。（一）着火延迟期从柴油开始喷入气缸起到着火开始为止的这一段时期称为着火延迟期。着火延迟期内，燃烧室内的混合气进行着物理和化学准备过程。物理准备过程：燃油的粉碎分散、蒸发汽化和混合。化学准备过程：混合气的先期化学反应直至开始自燃。特点：压力没有偏离压缩线。

影响着火延迟期长短的主要因素是：喷油时缸内的温度和压力越高，则着火延迟期越短。柴油的自燃性较好（十六值较高），着火延迟期较短。燃烧室的形状和壁温等。喷油提前角：开始喷油到活塞到达上止点所对应的曲轴转角为喷油提前角。（二）速燃期速燃期:从开始着火（即压力偏离压缩线）到出现最高压力. 特点：压力急剧上升，压力达到最高（有可能达到13MPa以上）

一般用压力升高率λp〔kPa／(o)曲轴〕表示压力急剧上升的程度。式中：△p——速燃期始点和终点的气体压力差（kPa）; △θ——速燃期始点和终点相对于上止点的曲轴转角差（CAo）。特点：（1）压力升高率很高，接近等容燃烧，工作粗暴。（2）达到最高压力（6~9MPa）。（3）继续喷油。压力升高率过大，则柴油机工作粗暴，燃烧噪音大；同时运动零件承受较大的冲击负荷，影响其工作可靠性和使用寿命；压力升高率大，燃烧迅速，柴油机的经济性和动力性会较好。压力升高率应限制在一定的范围之内，柴油机的压力升高率一般应不大于0.4~0.5 MPa／(o)曲轴。与汽油机相比，柴油机的压力升高率较大。控制压力升高率的措施：减小在着火延迟期内准备好的可燃混合气的量

燃气锅炉燃烧控制系统.docx.

燃气锅炉燃烧控制系统摘要：本文主要介绍了锅炉燃烧控制系统的设计过程。在设计过程中介绍了锅炉燃烧控制系统的控制任务和控制特点，对于燃烧控制系统的设计方案，根据不同的控制任务分别设计了蒸汽压力控制和燃料空气比值控制以及防脱火回火选择性控制系统，并在设计中给出了不同的设计方案，以对比各自的优缺点，选择最优的控制。然后，把分别设计的控制系统组合起来，构成完整的锅炉燃烧过程控制系统。最后，对设计好的控制系统进行仪表选型。关键词：燃气锅炉，燃烧系统，比值控制，脱火回火

目录 1.引言 (3) 2.锅炉燃烧控制系统概述 (4) 2.1 燃烧控制的任务 (5) 2.1.1 维持蒸汽出口压力稳定 (5) 2.1.2 保证燃烧过程的经济性 (5) 2.1.3 保证锅炉安全运行 (6) 2.2 燃烧控制的特点 (6) 3.燃烧控制系统设计方案 (6) 3.1 蒸汽压力控制和燃料空气比值控制 (6) 3.1.1 基本控制方案 (7) 3.1.2 改进控制方案 (8) 3.2 防脱火回火选择性控制系统 (9) 3.2.1 防脱火选择性控制系统 (9) 3.2.2防脱火回火混合型选择性控制系统 (11) 3.3 燃烧控制总体方案 (12) 4. 燃烧控制系统的仪表选型 (13) 5. 总结 (14) 参考文献 (15)

1.引言大型火力发电机组是典型的过程控制对象，它是由锅炉、汽轮发电机组和辅助设备组成的庞大的设备群。锅炉的燃烧控制过程是一个复杂的物理，化学过程，影响因素众多，并且具有强耦合，非线性等特性。锅炉的自动化控制经历了三、四十年代的单参数仪表控制，四、五十年代的单元组合仪表，综合参数仪表控制，直到六十年代兴起的计算机过程控制几个阶段。尤其是近一、二十年来，随着先进控制理论和计算机技术的发展，加之计算机各项性能的不断增强及价格的不断下降使锅炉应用计算机控制很快得到了普及和应用。电厂锅炉利用煤或煤气的燃烧发热，通过传热对水进行加热，产生高压蒸汽，推动汽轮机发电机旋转，从而产生强大的电能。在锅炉燃烧系统中，燃料供给系统，送风系统以及引风系统是燃烧控制系统的重要环节。锅炉生产燃烧系统自动控制的基本任务是使燃料所产生的热量适应蒸汽负荷的需要，同时还要保证经济燃烧和锅炉的安全运行。具体控制任务可分为三个方面：一，稳定蒸汽母管压力。二，维持锅炉燃烧的最佳状态和经济性。三，维持炉膛负压在一定范围（-20～-80Pa）。这三者是相互关联的。另外，在安全保护系统上应该考虑燃烧嘴背压过高时，可能使燃料流速过高而脱火；燃烧嘴背压太低又可能回火。本次课程设计的题目为燃气锅炉燃烧控制系统的设计。主要内容包括燃烧控制系统的概述；燃烧控制系统的基本方案；以及燃烧控制系统的仪表选型。设计方案为以主蒸汽压力控制系统为主回路，燃料量与空气量比值控制系统为内回路，燃烧嘴防脱火回火选择控制系统为辅助安全保护系统。为节省篇幅，炉膛压力控制系统在这里暂不涉及，但在实际控制系统中炉膛压力控制系统是锅炉燃烧控制系统中必不可少的组成部分之一。

发动机的燃油系统

发动机的燃油系统汽油机所用的燃料是汽油，在进入气缸之前，汽油和空气已形成可燃混合气。可燃混合气进入气缸内被压缩，在接近压缩终了时点火燃烧而膨胀作功。可见汽油机进入气缸的是可燃混合气，压缩的也是可燃混合气，燃烧作功后将废气排出。因此汽油供给系的任务是根据发动机的不同情况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入气缸，最后还要把燃烧后的废气排出气缸。汽油及其使用性能汽油是汽油机的燃料。汽油是石油制品，它是多种烃的混合物，其主要化学成分是碳(C)和氢(H)。汽油使用性能的好坏对发动机的动力性、经济性、可靠性和使用寿命都有很大的影响。因此，车用汽油需要满足许多要求。化油器式发动机燃油系统一、燃油系统的功用及组成燃油系统的功用是根据发动机运转工况的需要，向发动机供给一定数量的、清洁的、雾化良好的汽油，以便与一定数量的空气混合形成可燃混合气。同时，燃油系统还需要储存相当数量的汽油，以保证汽车有相当远的续驶里程。化油器式发动机燃油系统中最重要的部件是化油器，它是实现燃油系统功用、完成可燃混合气配制的主要装置。此外，燃油系统还包括汽油箱、汽油滤清器、汽油泵、油气分离器、油管和燃油表等辅助装置。二、可燃混合气的形成过程汽车发动机的可燃混合气形成时间很短，从进气过程开始算起到压缩过程结束为止，总共也只有0.01～0.02s的时间。要在这样短的时间内形成均匀的可燃混合气，关键在于汽油的雾化和蒸发。所谓雾化就是将汽油分散成细小的油滴或油雾。良好的雾化可以大大增加汽油的蒸发表面积，从而提高汽油的蒸发速度。另外，混合气中汽油与空气的比例应符合发动机运转工况的需要。因此，混合气形成过程就是汽油雾化、蒸发以及与空气配比和混合的过程。三、发动机运转工况对可燃混合气成分的要求 (一)可燃混合气成分的表示法可燃混合气中空气与燃油的比例称为可燃混合气成分或可燃混合气浓度，通常用过量空气系数和空燃比表示。 1.过量空气系数燃烧1kg燃油实际供给的空气质量与完全燃烧1kg燃油的化学计量空气质量之比为过量空气系数，记作φa。φa=1的可燃混合气称为理论混合气；φa＜1的称为浓混合气；φa＞1的则称为稀混合气。2.空燃比可燃混合气中空气质量与燃油质量之比为空燃比，记作σ 。按照化学反应方程式的当量关系，可

发动机燃料供给系统

第二节发动机燃料供给系统一、燃料供给系统功能及结构概述燃料供给系统（供油系统）的功能：对发动机的性能而言，燃料系统主要具有将不含有灰尘、水分和空气等杂质的干净燃料输送给发动机的功用。此系统与发动机的输出功率、排气烟度以及高压油泵、喷油器的正常工作等发动机故障现象也有着密切的关联。柴油机燃料供给系统的任务，是根据柴油机工作的需要，定时、定量、定压地将柴油按一定的供油规律成雾状喷入燃烧室内与空气迅速混合燃烧。柴油机燃料供给系统由下列组成： 1．燃油系统工作流程图（图1-2-1）图1-2-1 燃油系统工作流程图

燃油供给装置包括：燃油箱总成、燃油粗滤器、输油泵、进油管、燃油精滤器、高低压油管、喷油器和回油管。燃油供给装置的功能在于贮存、输送、清洁，提高柴油压力，通过喷油嘴呈物状喷入燃烧室与空气混合而成可燃混合气。二、燃油供给系统的主要零部件有关输油泵、燃油滤清器、调速器、角度自动提前器、喷油泵、喷油器的结构、原理、修理、保养请参看该发动机的使用维护说明书。1.带锁燃油箱总成（图1-2-2）该车型的带锁燃油箱总成按容积共分3个系列，容量分别为400L、320L、270L。一般情况燃油箱总成放置在汽车前进方向的右侧，空滤总成的后部。该燃油箱总成采用钢板卷压成型，端盖咬接答焊，内表面防腐密封处理。具有耐腐蚀、防锈和不易泄漏，容积大等优点。油箱的中上部是加油口,加油口直径为φ100mm，加油口高出燃油箱45mm，为了加油方便，加油管内带有可以拉出的延伸管，延伸管底部装有铜丝滤网。油箱盖由耐油橡胶垫密封，靠三爪弹簧片锁紧，在油箱盖上并设有通气孔，排出油箱内的蒸汽，保持内外气压一致。油箱盖上装有链索扣环，与加油管内的延伸管相连，以免盖子失落。

关于天然气发动机混合热值的研究

关于天然气发动机混合热值的研究摘要：天然气作为一种气体燃料，与空气混合更均匀，燃烧更加充分，排放的CO 、HC等有害物质更少。（其他一些没有受排放法规控制的有害成分，如对区域环境影响的毒性物质、烟雾、酸性物质等也比汽油、柴油要少）但是其自身存在的混合气热值低的问题严重制约了cng发动机在日常生活中的应。本文点火提前角和进气压力两方面题提出了相关的解决方案方案。关键词：cng，发动机，混合气热值，点火角，增压 Abstract: As the natural gas is a fuel gas, the more evenly mixed with air , the more fully burning, less CO, HC and other harmful substances. Other harmful ingredients,that laws and regulations control emissions of , such as regional environmental impact of toxic substances, smoke, acidic substances will discharge less than gasoline and diesel. The existence of its own mixture of low calorific value of cng constraints seriouly the engine in daily life. In this paper, the ignition advance angle and inlet pressure on the relevant questions put forward solutions to the program. Keywords：cng，engine firing angle boost 一、绪言：

燃气锅炉燃烧控制系统

燃气锅炉燃烧控制系统李凯凯（山东建筑大学热能工程学院山东省济南市 250101）摘要：此次论文主要目的是以标准燃烧器为基本设备，结合汽包压力控制、炉膛压力控制的特点和需要，设计燃气锅炉燃烧控制系统。主要方法是通过锅炉情况介绍、燃烧器类型选择、燃烧与汽压控制设计、节炉膛压力控制设计、仪表装置选型等步骤，逐一计算所需数据并选择设备类型，然后根据所得参数查阅有关资料按标准设计符合设备的控制系统。由最终设计结果可知此方法可行。关键词：燃气锅炉、燃气控制、汽包压力、炉膛压力 0 引言近几年来，我国城市燃气结构有了很大变化，尤其是西气东输工程的加速实施，以及不断签署的燃气协议，为长期受限制的燃气锅炉的应用推广创造了条件。一方面，燃气锅炉的燃料价格相对较高，因此应尽量提高燃料的利用效率；另一方面，气体燃料易燃易爆，燃气锅炉的危险性大，控制系统的生产保证和安全保障要求严格。国外燃气锅炉的研究历史较长，燃气燃烧控制技术比较成熟，但是燃气锅炉的燃烧控制，多为单回路常规控制，远不能适应我国各地区及各部门条件多变的需要。为了提高燃气锅炉的热效率和安全生产水平，有必要对燃所锅炉的燃烧控制技术进行研究。 1 锅炉情况本次论文采用一台卧式三回程火管式燃气蒸汽锅炉，使用天然气为燃料，额定蒸发量2T/h，额定汽压1.25MPa，额定蒸汽温度194℃；额定耗气量160Nm3/h，排烟温度230℃，热效率90%。 1.1 燃气蒸汽锅炉的组成结构组成：具体结构由主要部件和辅助设备组成。主要部件有炉膛、省煤器、锅筒、水冷壁、燃烧设备、空气预热器、炉墙构架组成；辅助设备主要有引风设备、除尘设备、燃料供应设备、除尘除渣设备、送风设备、自动控制设备组成。系统组成：燃气锅炉主要是由燃烧器和控制器两个大的部分组成，其中燃烧器又能分为五个小的系统，分别为送风系统，点火系统，监测系统，燃料系统和电控系统。 1.2 燃气蒸汽锅炉的工作原理燃气蒸汽锅炉是用天然气、液化气、城市煤气等气体燃料在炉内燃烧放出来的热量加热锅内的水，并使其汽化成蒸汽的热能转换设备。水在锅筒中不断被炉里气体燃料燃烧释放出来的能量加热，温度升高并产生带压蒸汽，由于水的沸点随压力的升高而升高，锅是密封的，水蒸气在里面的膨胀受到限制而产生压力形成热动力作为一种能源广泛使用。燃气蒸汽锅炉的工作原理见下图。

天然气发动机结构及工作原理

潍柴天然气发动机之发动机结构及工作原理 1 / 51

天然气的成分主要成分是甲烷，易于完全燃烧，比空气轻，泄露后迅速飘散大气中，安全性好。作为车载能源，主要有以下两种贮存形态： 1、CNG-Compressed natural gas 压缩天然气: 气瓶内充满气时一般为20Mpa, 2、LNG-Liquefied natural gas 液化天然气：在常压下、温度为-162度的天然气变为液态。 2 / 51

燃料种类常态下密度kgm 沸点℃天然气(CH4) LPG 580 柴油(C16H34为代表) 汽油(C8H18为代表) -3 0.75~0.8(气态) 830 170～350 14.3：1 42.50 720～750 30～190 14.8：1 43.90 -161.5 17.2：1 49.81 130 -100 理论空燃比(kg/kg) 低热值 MJ(kg) -1 45.9 辛烷值(RON) 十六烷值 100~110 23～30 40～60 1.58～8.2 250 80～99 27 0 燃烧极限(体积) % 自然温度(常压下)T ℃ 闪点℃5～15 650 1.5~9.5 450 1.3～7.6 390～420 60 -43 -187 其中：辛烷值:指与汽油抗爆性相同的标准燃料所含异辛烷的体积分数. 低热值:指1立方米燃气完全燃烧后其烟气被冷却至原始温度,但烟气中的水蒸气仍为蒸汽状态时所放出的热量. 3 / 51

天然气的安全性： 1）天然气在压缩（液化）、储运、减压、燃烧过程中,都是在严格密封的状态进行，不易泄漏； 2）天然气比空气轻（密度为空气密度的55％），如有泄漏，在高压下很快散失，不易着火； 3）天然气的着火点为650～750℃，比汽油高约260℃， 4）爆炸极限5～15%，比汽油的1～6%高2.5～4.7倍，与汽油相比不易发生燃烧和爆炸。 4 / 51

发动机燃烧技术

一、概述内燃机的发展已经有一百多年的历史，自从1876年奥托发明的第一台火花点火式发动机和1892年迪塞尔发明第一台压燃式发动机以来，由于具有较高的热效率、比功率和可靠性，内燃机成为了最主要、最理想的船用、工程机械以及车用动力。美国机械协会认为汽车是20世纪唯一的也是最重要的工程界的成就。在可以预见的未来，发动机仍然是汽车、机车、轮船、农用机械和工程机械等移动装置的动力源。然而随着世界经济的高速发展，促使内燃机的保有量迅速增加，这样能源消耗以及环境污染问题就日益严重，相应地对内燃机提出了新的技术要求。其中提高内燃机燃油经济性一直是该领域研究工作者所追求的。同时保护环境的呼声日益提高，如何降低内燃机的有害排放物，是大家共同关心重视的课题。一方面，通过机内净化技术，如柴油机采用电控高压共轨喷射技术，并结合燃烧系统、进排气系统的优化改进，使得整机的排放性能得到极大的改善；另一方面，机外净化技术，将各种污染物的排放量控制在非常低的水平。而内燃机的燃烧技术是改善内燃机动力特性、经济性和排放性的本质和关键技术，当很多研究者对内燃机的燃烧技术进行了研究，为提供内燃机动力特性，降低排放量提供了技术支持。二、内燃机燃烧技术介绍首先是压燃式柴油机燃烧技术，柴油机是典型的压燃式发动机，通过缸内压缩混合气体到一定压力与温度，使得混合气体自燃，其中预混燃烧量越多，初始放热率峰值越高，相应地燃烧最高温度就越高，氮氧化物的排放量就增加，其后接着进行扩散燃烧，燃油与空气边混合边燃烧。因此，传统柴油机需要较高的喷射压力，以及适当的空气涡流强度，保证扩散燃烧充分完成，以便降低排气烟度。这种燃烧方式的有点是很明显的，首先是热效率高、燃油经济性好，由于可以采用较高的压缩比，因此热效率比较高，经济性好。但是其缺点也是很明确的，首先是其振动噪声大，由于在上止点前的第一阶段非均质预混合燃烧会引起较高的压力升高率，因此该种燃烧方式的振动噪音比汽油机的要大，其次，其氮氧化物的排放量变高，预混合燃烧会引起较高的燃烧温度，且燃烧室的空气比较富裕，因此，氮氧化物的排放会较高，而且由于扩散燃烧的存在可能使得混合气燃烧不完全，从而使得引起的颗粒物排放比汽油机要高。其次，是点燃式发动机，这种形式的发动机主要应用于汽油机上，这种燃烧方式与柴油机相比，汽油机属于典型的预混燃烧，这种燃烧方式有很多的优点，比如说，工作运转平稳，其在进气行程中燃油就喷入进气管，遮掩燃油与空气有足够的时间在着火前进行充分地混合，形成基本均匀的可燃混合气，因此汽油机工作比柴油机要来的平稳，并且其振动噪声也要比柴油机小很多。更值得一提的是，在如今环境保护的大趋势与政策下，汽油机的燃烧方式中氮氧化物与颗粒物的排放比柴油机低很多，因为基本均匀的预混燃烧，颗粒物的排放比较低。由于较低的燃烧温度，使得氮氧化物的排放也是比柴油机要低很多的。三、内燃机燃烧技术的发展

发动机原理期末复习题

25、二冲程发动机是利用（）方式完成换气过程的，以减少不作功的冲程数。 26、发动机排气过程细分为（）排气和强制排气两个阶段。 27、发动机的运行工况用（）和输出功率两个参数表示。 28、一个完整的燃烧过程应该包括（）和燃烧两部分。 29、燃烧可以分为气相燃烧和（）燃烧。 30、气相燃烧可以分为预混合燃烧和（）燃烧两类。 31、着火临界温度主要受系统的初始压力、（）系数、燃料理化特性的影响。 32、根据混合气运动状态不同，火焰传播方式可分为层流火焰传播和（）火焰传播。 33、考查燃油喷射主要有两类特性指标，即（）特性和喷油特性。 34、喷雾特性是燃油喷入燃烧室后的雾化和空间分布形态，主要包括（）、喷雾锥角和喷雾粒径。 35、内燃机燃烧特性的优化主要体现在对（）规律的优化。

天然气内燃机燃烧问题的基础分析

天然气内燃机燃烧问题的基础分析摘要：天然气被认为是内燃机较为理想的替代燃料，但是天然气内燃机存在燃烧放热，燃烧循环变动，燃料特性等方面的问题。对此，本文主要介绍了天然气发动机的燃烧和排放的特点、降低天然气发动机NOx排放的措施，以及对天然气发动机功率下降问题的应对措施。关键词：天然气；发动机；内燃机 1.天然气汽车的发展及发动机燃烧过程的研究汽车工业的迅猛发展，对石油的需求量越来越大，而汽油和柴油都是不可再生资源。现在天然气发动机越来越受到汽车公司和各高校的青睐，我国20世纪50年代就已开展对天然气汽车的研究，五六十年代在我国四川省开始局部推广使用常压天然气汽车，特别是压缩天然气汽车已在全国各地推广应用。正是因为天然气汽车具有很好的经济、环保和社会效益，所以近几年在我国发展非常迅速，从1999年初的不足1万辆发展到2006年底，全国已拥有天然气汽车近15万辆，而到了2014年是中国天然气汽车爆发式发展的一年，数量虽未可统计，以北京市为例，部分公交车已使用燃用液化石油气（LPG）等代用燃料，并且这种应用将会更加普及。如今随着汽车运行的经济性的要求和排放限值的提高，对发动机的燃烧系统的设计提出了越来越高的要求，近几十年来，各个国家的汽车公司，高等院校都投入了大量的人力物力进行火化点火发动机燃烧的基础研究工作，涉及到燃烧室内的气体流动，燃烧过程的传质传热，化学反应动力学，火焰传播和火焰结构，有害排放的生成机理与控制，燃烧过程的数值模拟，稀薄混合气和分层燃烧的实现等等。由于实际发动机的燃烧、传热、蒸发与扩散等过程十分复杂，加之伴随有循环变动，要控制每个循环的燃烧条件不变化非常困难，试验结果的可比性不强，因此内燃机的燃烧研究大都在模拟装置中进行，尤其在定容燃烧弹中进行的居多。 2.天然气的理化特性天然气是一种复杂的碳氢化合物，其主要成分是甲烷（CH4），体积分数占80～95%（因其产地而异），另外还含有少量的乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、正丁烷（C4H8）、异丁烷（C4H8）、戊烷（C5H10）、氮气（N2）、二氧化碳（CO2）等，它们各自所占的体积分数因产地而异。车用天然气必须经脱水、脱烃、脱硫等净化处理，才能成为一种优质、高效、清洁的代用燃料。天然气与汽油、柴油理化特性的比较如表l所示： 3.天然气内燃机燃烧问题基础分析 3.1增压中冷技术

发动机燃烧新技术

发动机燃烧新技术——Hcci 发动机均质充量压缩着火HCCI（homogeneous charge compression ignition）燃烧是一种全新的燃烧方式。是将燃料、空气及再循环燃烧产物所形成的预混合气被活塞压缩，自燃、着火、做功的过程。一、HCCI燃烧方式概述 HCCI是均匀的可燃混合气在气缸内被压缩直至自行着火燃烧的方式。随着压缩过程的进行，气缸内的温度和压力不断升高，已混合均匀或基本混合均匀的可燃混合气多点同时达到自燃条件，使燃烧在多点同时发生，而且没有明显的火焰前锋，燃烧反应迅速，燃烧温度低且分布较均匀，因而，只生成极少的NOx和微粒（PM），在低负荷时具有很高的热效率。HCCI发动机主要具有以下几个特点： 1．超低的NOx和PM排放。 2．燃烧热效率高。HCCI发动机的热效率甚至超过了直喷式柴油机。 3．HCCI燃烧过程主要受燃烧化学动力学控制。 4．HCCI发动机运行范围较窄，HCCI发动机燃烧受到失火（混合气过稀）和爆燃（混合气过浓）的限制，使发动机运行范围变窄。对于高十六烷值燃料，由于HCCI发动机燃烧非常迅速，在高负荷工况下（混合气浓度大）易发生爆

震；对于高辛烷值的燃料，由于HCCI燃烧为稀薄燃烧，发动机在小负荷工况下容易失火。 5．HCCI发动机HC、CO排放偏高。这主要是由于HCCI 燃烧通常采用较稀的混合气和较强的EGR，因缸内温度较低造成的。二、柴油机HCCI燃烧的特点实现柴油机HCCI燃烧要面临两方面的困难：一是柴油粘度大，挥发性差，难以形成均质混合气；二是柴油作为高十六烷值燃料，容易发生低温自燃反应，均质混合气的燃烧速度控制困难，易造成粗暴燃烧。柴油HCCI的燃烧放热表现出特别的两个阶段。第一阶段（放热曲线上较小的峰值）与低温化学动力学有关（冷焰或蓝焰）；第二阶段（放热曲线上较大的峰值）是主燃烧期；第一阶段是第二阶段的焰前反应，焰前反应放出的热量加热了余下的充量，同时余下的充量继续被压缩，经历短时间的延迟后，余下的充量达到着火条件，几乎同时着火，使放热率迅速升高，表现在放热曲线上出现大的峰值。因此，HCCI燃烧速度较快，燃烧始点和放热率对压缩过程中充量的温度、压力等很敏感，控制起来很困难。如果HCCI燃烧控制得较好，则可在拓宽的大空燃比范围内进行高效稳定的燃烧，循环波动压力小，工作柔和。

燃气热水器之燃烧系统5-浓淡燃烧(万和新电气股份有限公司)

之燃烧系统5-浓淡燃烧编制：热水器研发代先锋 dai_money@https://www.360docs.net/doc/a514167006.html, 燃烧是物质因剧烈氧化而发光、发热的现象，也称之为火。燃气热水器研发

NO X 来源、特性与危害 NO X 生成机理案例低氮氧化物技术现状浓淡燃烧法

NO X来源、特性与危害氮氧化物是矿物燃料（如石油、煤、天然气等）与氧在高温燃烧时产生的。其包括一氧化二（N2O）、一氧化氮（NO）、三氧化二氮（N2O3）、二氧化氮（NO2）、四氧化二氮（N2O4）、五氧化（N2O5 ），一般来说，NOX是指NO2和NO。NO是无色无臭的气体，它在空气中极易氧化为NO2。NO2是一种红棕色有害的恶臭气体。其含量为0.1ppm时可嗅到，1-4 ppm时，有恶臭，而达到25ppm时，则恶臭难闻。空气中NO2含量为3.5ppm 持续1小时，开始对人有影响；含量为20—50ppm时，对人眼睛有刺激作用；当含量达到150ppm时。对人的呼吸器官则有强烈的刺激。特别危险的是，器官经过刺激暂时恢复以后，只要3—8小时会发生肺气肿，引起致命的危险。二氧化氮在阳光作用下，经过系列连锁反应可生成臭氧。臭氧是一种有毒的、危险的刺激物。

NO、NO2都是毒性很强的气体，与CO一样，NO与血液中的血色素（Hb）的结合能力远大于氧原子与血色素（Hb）的结合能力，因而当空气中NO含量达到一定浓度时，人体将因血液中缺氧而引起中枢神经麻痹。由于NO比CO更易于血色素（Hb）结合，因而其引起人体不良反应的最大允许值比CO更低（表1）。NO在空气中极易形成NO2，NO2对呼吸器官有极强的刺激作用，NO2对心脏、肝脏、肾脏都有不同程度的影响。

天然气发动机技术及产品开发

天然气发动机技术天然气发动机技术及产品开发施崇槐广西玉柴机器股份有限公司 2007年9月14日

天然气发动机分类主要以燃料使用的方式来划分天然气单燃料发动机使用天然气单一燃料的发动机双燃料发动机主要指柴油/CNG双燃料发动机，可以同时燃烧柴油和天然气两种燃料，俗称掺烧发动机。两用燃料发动机主要指汽油/CNG两用燃料发动机，可以切换使用汽油和天然气两种燃料。由于各种燃料特性的不同，为了满足两种燃料的使用，发动机的性能无法做到最佳，适应于天然气燃料特性的全新开发的单燃料发动机是未来发展的趋势。本文仅探讨单一燃料天然气发动机技术及产品开发。

天然气发动机燃烧方式 z天然气由于其燃料特性决定了天然气发动机采用的是与汽油机一样的点燃方式，而不同于柴油机的压燃方式； z以燃烧时天然气与空气的混合浓度来划分，可以分为以下两种类型： z当量燃烧单燃料天然气发动机 z特点：采用过量空气系数λ=1的当量燃烧方式，当量氧传感器闭环控制、三元催化转化器，系统相对简单，容易实现高排放水平；缺点是：燃料经济性差、排温高导致的可靠性差； z稀薄燃烧单燃料天然气发动机 z特点：采用过量空气系数λ＞1的稀薄燃烧方式，稀燃氧传感器闭环控制、氧化型催化转化器，优点是NOx排放值低、燃料经济性好、排温低、可靠性好；缺点是：系统相对复杂、成本高。

两种天然气发动机技术路线 ?当量燃烧+闭环控制+三元催化器 z可实现国Ⅲ以上排放水平 z经济性较稀燃差 z排温高影响可靠性 z可采用多点喷射系统，系统相对简单 ?稀薄燃烧+闭环控制+氧化型催化器 z可实现国Ⅲ以上排放水平 z经济性好 z排温低、可靠性好 z可采用电控调压系统，系统相对复杂

各种燃气燃烧器工作原理及简介

各种燃气燃烧器工作原理及简介气体燃烧器气体燃烧器种类较多 , 以下按空气供给方式介绍几种工业锅炉上应用较多的燃烧器。 1. 自然供风燃烧器如图 3-45 所示 , 按炉膛形状可以选择圆形或矩形燃烧器 , 低压燃气通过管子上的火孔流出 , 与空气事先元预混合 , 是一次空气系数α l=0 的扩散燃烧方式 , 因而也称为扩散文燃烧器。这种燃烧器燃烧稳定 , 运行方便 , 而且结构简单 , 可以利用 300~400Pa 的低压燃气。但炉膛过量空气系数较大 , α= 、 1.2~1.6; 排烟热损失 q2 和气体不完全燃烧热损失 q3 偏大 ; 火焰较长 , 要求炉膛容积大 ; 燃烧速度低 , 只用于很小容量的锅炉。 2. 引射式燃烧器

它的种类繁多。按燃烧方式分 , 它有部分空气预混合的本生燃烧方式和空气预混合的无焰燃烧方式两种。所用的引射介质可以是空气 , 也可以是一定压力的燃气 , 前者需要鼓风装置。 (1) 大气式引射燃烧器如图 3-46 所示。燃气以一定流速自喷嘴进入引射器 , 在引射器的缩口处将一次空气 ( α1=0.45~0.65) 引入 , 两者经混合后流向燃烧器头部 , 由直径为 2~10mm 的火孔流出 , 以本生火焰形式燃烧。这种燃烧器也只用于小型锅炉 , 它适用于各种低压燃气 , 而且不需要鼓风装置。但热负荷太大 , 结构笨重。 (2) 空气引射式燃烧器

如图 3-47 所示。压头为 5000~600OPa 的空气经喷嘴通过引射器的缩口处时 , 形成负压 , 把低压的燃气从四个管孔吸人 , 两种气体在混合管中混合形成均匀的气体混合物 , 它流向火孔出口 , 并在与出口处相连接的稳焰火道中燃烧。图中所示的燃烧器是与全部燃烧空气预混合的无焰燃烧器 , 炉膛出口过量空气系数小 , 燃烧强度高 , 但需要鼓风装置 , 耗电大 , 适用于带有空气预热器的阻力较大的正压锅炉。 3. 鼓风式燃烧器鼓风式燃烧器一般由分配器、燃气分流器和火道组成。种类较多 , 常用的有旋流式和平流式两种。这两类燃烧器的配风器与燃油燃烧器基本相似 , 燃气分流器的基本形式为单管式和多管式。其结构简单。燃烧形成的火焰特征与通常旋流式和直流式燃油燃烧器也相似 , 这里不再一一叙述。以下列举一种常用的燃气燃烧器的例子。图 3-48 是周边供气蜗壳式燃烧器。

燃气燃烧器安全操作规程

燃气燃烧器安全操作规程一、试机前的准备工作： 1．检查燃气管路外观是否良好无损伤及干净通畅，按所需使用管线检查相关阀门是否已开启或处于正确状态下；管路及接头法兰等有无松动、泄露现象，现场闻嗅无天然气添加臭味；燃气设施周围无动火作业及明火，如有必须予以隔离或清除。 2．首次或长时间未使用应适当排空，从燃气进气阀前排空阀放气排空1～2分钟，确保管路中无混合空气。排空结束后关闭排空阀。二、燃烧机操作规程 1.工作前准备开启燃烧机前必须检查燃气干净通畅，燃气开关打开，压力是否正常，燃烧机的主开关处于开的状态。 2.操作步骤 1).打开控制柜主电源，启动对应编号的燃烧机按钮开关（按一次启动，按第二次停止） 2).几秒钟后，燃烧机开始点火。 3).从小视窗查看点火情况，看到火光表示燃烧机运行正常，燃烧室温度会逐渐上升，温度逐渐上升达到所设置的温度后，大火会关闭，小火开始保温。 4).当温度下降到所设置的温度时，大火自动开始工作。 5).待工作完成后，按对应编号的按钮开关，燃烧机立即关闭，风机延时3分钟后才能停止，保证高温气体排出，保护燃烧室。 3.注意事项 1).燃烧机不能点火，先检查燃气压力是否降低，先尝试复位，让燃烧机运行并自动复位工作，连续三次以上不能正常工作并报警，请通知维修人员。 2).听是否有爆燃声音或异常情况，如有立即停止，切断电源，关闭供气阀门并通知维修人员。 3).必须安装完好的灭火装置。 4).若燃烧机有损坏或故障迹象，不可点燃燃烧机。 5).不可随意调节燃烧机上的各个调节部位，不正确的调节可能会引起火灾或爆炸。 6).查看火焰不正常，很大的火，并有黑烟，通知维修人员进行调节。 7).如有燃气泄露的气味，先关断上面的燃气供给阀，并关闭所有燃烧机，通知维修人员进行处理，原因没查明前不可开机。 8).定期检查供气阀是否开/关正常及法兰面是否有漏气现象。 9).定期检查灭火设备的可靠性，完好性，严禁过期使用。 10).定期检查燃气管道及减压阀的密封性。 11).要求现场禁止烟火，电气件防爆及禁止有电焊、切割等违章作业。

天然气燃烧器操作规程

全自动燃气燃烧器一、工作原理燃烧器电源开关接通电源，进行燃气压力检测及温度控制信号判断，是否允许启动燃烧器。如果满足条件，则启动风机电动机，风门开到最大，进入前吹扫，这段时间内要进行风压检测（以后过程也将持续检测风压），风压不正常，则停机报警；正常，则将风门关到一级火点火位置，点火变压器点火，燃气阀门打开，供燃气燃烧，点火后，将检测火焰情况，如熄火，则停机报警，正常，则根据火力信号，决定是否投入二级火运行。在燃烧器工作的整个过程中，控制系统会判断燃气压力情况、温度控制信号，如不在工作范围，则燃烧器停机，等到条件满足后，会自动重新启动燃烧器，过程同接通控制电源的启动。二、燃烧器的安装、调试和运行 1、安装（1）安装前准备 A、检查烟囱（截面积和高度）是否符合设备厂家的要求和当地标准。 B、电源的电压和频率必须符合燃烧器的要求。 C、燃气系统和尺寸必须符合本说明书的要求，气路阀门稳压器及其附件应当严密，应做气密检查。 D、检查燃烧器的随机附件是否齐备。 E、减压稳压器是否装在过滤器后的水平位置。 F、管道内壁的防锈及杂质的清理。（2）安装 A、把石棉垫圈装在锅炉安装板上的孔和安装法兰之间，然后拧进螺栓，将燃烧器头部伸入燃烧室的要求位置后，拧紧安装法兰上的螺栓，将燃烧器固定。锅炉板、石棉密封垫圈、安装法兰之间应密封，不许漏气，防止燃烧器运行期间，高温烟气漏出，烧坏燃烧器。 B、按供气系统图，把气源接到电磁阀。 C、按接线图将电源线接好。 2、启动和运行（1）启动前准备 A、检查所有的气阀是否打开。 B、检查锅炉及烟囱阀门是否打开，以使燃烧产物能顺畅地排出。 C、燃烧器与燃料气管连接之前，应将阀门后管路的空气置换出来。 D、检查线路及电机旋转方向是否正确，若旋转方向相反，则将电源进线端的两相对换。 E、为点火，设置风门开度，风门开度可由调节风门控制伺服电机来实现。 F、燃烧头伸进燃烧室部分的长度是否符合厂家要求。 G、恒温器和压力开关上的连线是否按控制盒线路图连接。 H、将一级火燃气流量调到需要的位置。 I、装一台适当压力范围的U型水柱压力计，用以测量燃气的压力。（2）启动和运行 A、主开关闭合，恒温器闭合，供电电压达到电机运转值时，风机电机接通工作。风机供风，进行前吹扫。对于装有风门控制伺服电机的燃烧器，伺服电机被接通，风门开到二级火相应位置，已工作的风机向燃烧室供风，实现前吹扫。 B、吹扫结束后，风门回到一级火位置，点火变压器启动三秒钟后，一级火燃烧阀及安

发动机燃烧质量分析(1)上课讲义

发动机燃烧质量分析 (1)

发动机燃烧质量分析发动机的工作原理：下图为一单缸发动机示意图与发动机的燃烧质量有关的一些参数，以及它们对燃烧质量的影响及改进措施一、燃烧速度

燃烧速度指单位时间燃挠的混合气量，是衡量发动机性能的指标之一，可以表达为：式中: U —火焰传播速度； T A —火焰前锋面积； T ρ —未燃混合气密度。 T 要想使燃挠迅速、及时完成，需要有较高的燃烧速度且合理变化。燃烧速度的大小主要取决于火焰传播速度、火焰前锋面积及未燃混合气密度。（一）火焰传播速度U T 火焰传播速度取决于燃烧室中气体紊流运动，混合气成分和混合气初始温度。气体紊流强度与火焰速度比之间为一直线关系。紊流强度u指各点速度的均方根值;火馅速度比是紊流火馅传播与层流火焰传播速度之比。因此，加强燃烧室的紊流，是提高火焰传播速度的主要手段。采用过量空气系数A t =0.85-0.95时的混合气，可以提高混合气初始温度，有助于加速火焰传播。 “有条不紊的线状运动，彼此不相混掺，为层流流动。随机运动，每个质点的轨迹都是混乱的，在其前进过程中向横向发生混掺，流动，示出很多涡旋，时而消灭时而发生，是为紊流流动。”

（二）火焰前锋面积A T 燃烧室形状与火花塞位置配合情况，对火焰前锋面分布规律有很大影响。图5-8所示为不同燃烧室火焰前锋面积变化情况。

因此，合理设计燃烧室形状及合理布置火花塞的位置，可以改变不同时期火焰前锋扫过的面积，使明显燃烧期相对曲轴转角的位置及压力升高率在合适的范围内。（三）可燃混合气密度ρT 增大未燃混合气的密度，可以提高进气压力和压缩比，从而提高混合气的燃烧速度。二、混合气成分改变化油器主量孔的大小或改变通过断面可以改变混合气成分。若使用不当也很容易造成混合气成分改变。例如，空气滤清器堵塞，化油器空气量孔堵塞，会使混合气过浓。化油器浮子室油面调整过低，会使混合气体过稀等。混

国内天然气发动机产品简介

国内天然气发动机产品简介时间:2007-09-24 17:31:54 08:19:54 来源:carnews 作者:吕玉洁由于石油资源分布不均及日益短缺的威胁，寻找清洁的代用燃料成为影响社会可持续发展的重要因素之一。在各种汽车代用燃料中，天然气因其清洁、储量大、热值高、排污低、使用经济性好而备受关注。发展天然气汽车对于改善城市空气质量，缓解我国能源压力有着重要的现实意义。根据燃气汽车使用天然气的不同形态，可分为压缩天然气（CNG）和液化天然气（LNG）两种。这两种形态的燃料发动机在国内均已得到应用。天然气发动机经历了三代技术发展，第一代产品是机械式，第二代属于简单闭环控制，第三代采用电控喷射CNG技术。目前，国外CNG发动机已在广泛应用第三代技术，比第三代技术更先进的LNG缸内直喷技术也已得到小批试用，其动力性、经济性和排放俱佳，但其开发难度大，费用昂贵，成本也高，国内尚未开始研制。我国已发展到了第三代，即采用高压喷射，通过节气门传感器、气体流量传感器、转速传感器、水温传感器、进气温度传感器、压力传感器和氧传感器等经过中央处理单元来控制点火、空燃比等。国内大型汽车厂和发动机厂如东风、解放、上柴、潍柴、玉柴不断加大产品开发力度，相继推出了产品并在市场上进行推广应用。以下是目前我国生产天然气发动机的主要厂商及部分产品介绍。珀金斯雷沃动力(天津)有限公司珀金斯雷沃动力(天津)有限公司是英国珀金斯在中国的合资公司，公司投资3000余万元用于“欧Ⅳ、欧Ⅴ”天然气发动机的项目研发。该项目包含Phaser 135TiN、 Phaser 160TiN、Phaser 180TiN、Phaser 210TiN四个机型，在Phaser系列柴油机基础上，采用电控闭环多点喷射技术，通过燃油系统到燃气系统的设计转变、性能与排放优化标定试验、可靠性考核、排放认证等工作来实现，功率覆盖100-156kW。 https://www.360docs.net/doc/a514167006.html,/news_end.php?id=105 2006年10月23日，天津珀金斯正式下线“天然气欧Ⅳ发动机”，完成了第一阶段产品的开发，又在继续开发第二阶段欧Ⅴ产品。目前，雷沃动力天然气发动机成功匹配福田欧V客车，泰国客户已与福田欧V签订了1000多台采用雷沃动力天然气发动机动力系统的客车供货协议。美国客户也与雷沃动力签订了天然气发动机的采购合同。 https://www.360docs.net/doc/a514167006.html,/news_end.php?id=107 东风康明斯发动机有限公司东风康明斯发动机有限公司是由东风汽车股份有限公司和康明斯公司各占50%股份比例合资兴建的发动机制造公司。通过滚动式技术引进和自行开发战略，在产品开发上逐步实现与美国康明斯公司同步发展。东风康明斯主要生产B系列天然气发动机，采用稀燃闭环电子控制系统和ECM模块和故障诊断系统,能自动设置运行参数并进行发动机自我调节和保护，排放通过美国环保署EPA认证同时满足欧Ⅲ标准。 B系列天然气发动机主要参数：

发动机原理期末复习题

一、填空 1、评价柴油和各种燃料的自燃性的指标是（）。 2、常规汽油机燃烧是预制混合气（）点火，点燃后火焰传播。 3、发动机燃料抗爆性能一般用（）来评价。 4、国内常用（）值作为汽油的标号。 5、评价燃料蒸发性的主要指标有（）和蒸气压。 6、T90和EP反映汽油中（）组分的多少。 7、常用动力黏度和（）黏度来表示燃料的黏度。 8、燃料和混合气的（）直接影响发动机输出功率的大小，是燃料非常重要的性能指标。 9、（）过程和内可逆过程的两种理想化假设，使得发动机的缸内工作过程可以用热力学中分析理想气体可逆平衡状态的公式和曲线进行处理。 10、我国从2000年起停止（）汽油的生产。 11、φa>1为（）混合气。 12、比质量是指单位（）功率所占的质量。 13、增压发动机的净指示功一般（）动力过程功。（大于、小于、等于） 14、压缩与燃烧膨胀冲程所作功称为（）功，又叫动力循环功。 15、s/D小于1的发动机称为（）。（其中s-活塞冲程，D-缸径）。 16、燃料燃烧时，燃烧产物H2O以气态排出，其汽化潜热未能释放时的热值叫（）。 17、化学安定性一般用燃料含有的实际胶质、燃料的碘值和（）表示。 18、H/C比大的气体燃料通常被称为（）燃料，纯H2是最清洁的燃料。 19、常规汽油机缸外形成（）混合气。 20、汽油缸内直喷分层稀燃模式，既通过( )和负荷质调节方式来灵活控制空燃比分布以实现整机的稀薄燃烧，降低燃料消耗率。 21、多原子气体的κ值（）比单原子气体的。（大于，小于，等于） 22、灭缸法测量发动机的机械损失只适用于（）发动机。 23、油耗线法不适用于（）。 24、增压发动机是利用压气机提高进气压力，增大进气充量来提高（）。 25、二冲程发动机是利用（）方式完成换气过程的，以减少不作功的冲程数。 26、发动机排气过程细分为（）排气和强制排气两个阶段。

LY12V170天然气发动机技术规格书

LY12V170天然气发动机技术规格书1 技术参数序号型号L Y12V170ZLD/T 1 冲程数 4 2 气缸数及排列形式12缸V型，90°夹角 3 冷却方式水冷 4 增压及中冷方式单级废气涡轮增压，水冷中冷 5 进气方式增压前预混合 6 燃烧方式点燃式 7 气缸套型式湿式 8 点火方式火花塞点火 9 缸径/冲程170 mm / 195 mm 10 活塞总排量53.1 L 11 压缩比12:1 12 平均有效压力15.6 bar 13 额定功率1033kW 14 额定转速1500 r/min 15 最大扭矩为（额定工况扭矩）6577 N.m 16 最低空载稳定转速1000 ±50 r/min 17 超速停车转速(分级控制) 1600r/min ：停止点火，切断天然气 18 活塞平均速度9.75 m/s 19 燃料类型天然气 20 热效率% 42.7% 21 润滑油型号SAE15W40级CNG专用机油 22 润滑油消耗率≤0.5 g/（kW.h） 23 发火次序A1-B2-A5-B4-A3-B1-A6-B5-A2-B3-A4-B6 24 点火提前角22°±1° 25 活塞漏气量≤80.5 L/min 26 气门间隙（冷态）进气门0.3±0.05mm ；排气门0.6±0.05mm 27 配气相位进气提前角13° 进气滞后角57° 排气提前角49° 排气滞后角13° 28 排气温度（涡前）≤680℃ 29 润滑方式强制飞溅复合式 30 冷却水温度：76—90℃ 31 旋转方向逆时针（面对飞轮端） 32 净质量：5100 kg 33 外形尺寸长×宽×高2730X1430X2000 气缸编号规则：面对飞轮端，从飞轮端起，左侧为A1~A6，右侧为B1~B6。