天然气发动机缸内燃烧过程的数值模拟

发动机稀燃技术

发动机稀燃技术稀燃是稀薄燃烧的简称，指发动机在实际空燃比大于理论空燃比的情况下的燃烧，空燃比可达25:1，甚至更高。稀薄燃烧不仅使燃料的燃烧更加完全，而且也减少了换气损失，同时辅以相应的排放控制措施，大大降低了汽油机的有害排放物，因此具有良好的经济性和排放性能。稀薄燃烧可以提高发动机燃料经济性的主要原因是，由于稀混合气中的汽油分子有更多的机会与空气中氧分子接触，燃烧完全。采用稀混合气，由于气缸内压力低、温度低，不易发生爆燃，则可以提高热效率。燃用稀混合气，由于其燃烧后最高温度降低，一方面使通过汽缸壁的传热损失较小，另一方面燃烧产物的离解损失减少，使热效率得以提高。且当采用稀薄混合气燃烧时，由于进入缸内空气的量增加，减小了泵吸损失，这对汽油机部分负荷经济性的改善非常有利。另外，稀薄燃烧时燃烧室内的主要成分O2和N2的比热容较小，多变指数K 较高，因为发动机的热效率高，燃油经济性好。从理论上讲，混合气越稀，热效率越高。但就普通发动机来说，当过量空气系数α >1.05~1.15后，油耗反而增加。这是由于混合气过稀时，发动机混合气分配的均匀性变得更加敏感，循环变动率增加，个别缸失火的概率增加；等等，如果不解决这些问题，盲目地调稀混合气，不但不能发挥稀混合气理论上的优势，反而会费油。

燃用混合气的技术途径 1）使汽油充分雾化，对均质燃烧要保证混合气均匀及各缸混合气分配均匀。消除局部区域混合气偏稀的现象，避免电喷发动机调整时的有意加浓；同时，使缸内混合气的实际含量有所增加，失火及不稳定现象就会大大减少，发动机便可以在较稀混合气含量的条件下工作。要是汽油充分雾化，可以在预热、增加进气流的速度、增强进气流的扰动、增加汽油的乳化度以及使汽油分子磁化等方面采取措施。 2）采用结构紧凑的燃烧室。使压缩时形成挤流，以提高燃烧速度，从而提高燃烧效率，减少热损失。一般采用火花塞放在正中的半球形或蓬顶形燃烧室，或其他紧凑型的燃烧室。 3）加快燃烧速度。这是稀燃技术的必要条件和实施的基础。提高燃烧速度的主要措施是组织缸内的气体运动和调高压缩比。 4）提高点火能量，延长点火的持续时间。对于常规含量的混合气而言，普通点火系所提供的点火能量已经足够，但燃用稀混合气就应当设法提高点火能量。高能点火和宽间隙火花塞有利于火核形成，火焰传播距离缩短，燃烧速度提高，稀燃极限大。有些稀燃发动机采用双火花塞或者多级火花塞装置来达到上述目的。

燃气涡轮发动机复习题

1涡轮喷气发动机作为飞机的动力装置，在工作时连续不断地吸入空气，空气在发动机中经过压缩，燃烧和膨胀过程产生高温从尾喷口喷出，流过发动机的气体动量增加，使发动机产生反推力。发动机作为一个热机，它将燃料的热能转变为机械能。涡轮喷气发动机同时又作为一个推进器，它利用产生的机械能使发动机获得推力。 2燃气涡轮发动机的主要类型有：涡轮喷气发动机（用于军机），涡轮风扇发动机（用于干线飞机和军机），涡轮螺旋桨发动机（用于支线飞机），涡轮轴发动机（用于直升机），桨扇发动机。 3单转子涡轮喷气发动机由进气道，压气机，燃烧室，涡轮，喷管组成。 4发动机的压力比：在发动机上两个不同地点之间的压力关系。压气机的增压比指压气机出口与进口空气总压之比，说明压气机增加进来的空气压力的能力。发动机压力比用EPR 表示。 5涵道比为1左右是低涵道比，2~3左右是中涵道比，4以上是高涵道比。 6绝热压缩过程，在进气道，压气机中进行（0~1~2）等压加热过程，在燃烧室中进行（2~3）绝热膨胀过程，在涡轮，喷管中进行（3~4~5）定压放热过程，在大气中进行（5~0） 7净推力还包括喷管出口的静压超过周围空气的静压产生的推力。实际上，当计算净推力时，燃油流量通常是忽略的，Fn 表示净推力， 8发动机总效率表示加入发动机的燃料完全燃烧所放出的热量有多少转变为发动机的推进功。发动机总效率等于发动机热效率和发动机推进效率的乘积。 9进气道分为亚音进气道，超音进气道。超音进气道分为，内压式，外压式，混合式。我国民航主要使用的扩张形的亚音进气道。 10进气道的冲压比是进气道出口处的总压与远方气流静压的比值。 11压气机功用：对流过它的空气进行压缩,提高空气的压力，为燃气膨胀做功创造条件，以改善发动机的经济性能，增大发动机的推力。现在压气机必须增加进来空气压力高于环境压力20~30倍以上和空气速度每秒在400~500英尺。 12离心式压气机组成：进气系统，叶轮，扩压器，导气管（集气管）。 13失速：转速一定空气流量减少攻角过大。堵塞：转速一定进口绝对速度轴向分量上升，攻角过小。 14防喘的原理是压气机在非设计状态下通过一些措施也能保持与压气机几何形状相适应的速度三角形，从而使攻角不要过大或过小。防止压气机失速和喘振的常用方法放气活门，压气机静子叶片可调和采用多转子。 15转子的基本类型有鼓式，盘式和鼓盘式。 16典型的涡轮发动机的高压压气机机匣分成前机匣和后机匣。前机匣通常做成两半，由螺栓在中心线连接。它支持前面的静子叶片。后压气机机匣有做成两半的，也有做成一件的。 17油气比是进入燃烧室燃油流量与空气流量的比值， 18余气系数的物理意义是表示贫油和富油的程度,a<1 时为富油，a>1时为贫油。 19容热强度：在单位压力和单位燃烧室容积中，一小时之内，进入燃烧室的燃油燃烧实际所放出的热量。用来衡量燃烧室容积利用的程度。 20在径向上靠近涡轮叶片叶尖和叶根处的温度应低一些，而距叶尖大约三分之一处温度最高。 21燃气涡轮发动机燃烧室的类型：多个单管燃烧室，环管形燃烧室和环形燃烧室。 22旋流器是由若干旋流片按一定角度沿周向排列成的，安装在火焰筒的前部。当空气流过旋流器时，由轴向运动变成旋转运动，气流被惯性离心力甩向四周，使燃烧室中心部分空0 *1P P I =π

稀燃发动机的发展历程

稀燃发动机的发展历程稀燃就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空气之比可达1:25以上。其实，在20多年前就已经有人在研究稀燃技术。面对20世纪70年代初欧美国家的排放规定以及石油危机引起的降低油耗的需求，人们探索了由稀混合气运行，用氧化催化剂净化排气的方法，采用了一种带副燃烧室的发动机。这种由丰田及本田公司发明的燃烧方式由于从副燃烧室喷出火焰会造成热能损失，因此当时稀混合气发动机降低油耗的效果并不明显。从那以后，随着进气口的改进，气缸内旋涡生成技术的进步，由通用、福特、丰田、本田、日产等汽车公司先后研制成功的开口式燃烧室可以形成比带副燃烧室还好的稀薄混合气燃烧，并且随着进气口燃料喷射技术的发展和稀混合气传感器技术的开发，精密控制空燃比已成为可能。进入20世纪90年代，三菱汽车公司研制出来的缸内直喷技术使稀燃技术又进了一步。目前，各大公司都拥有自己的稀燃技术，其共同点都是利用缸内涡流运动，使聚集在火花塞附近的混合气最浓，先被点燃后迅速向外层推进燃烧，并有较高的压缩比。汽车汽油发动机实现稀燃的关键技术归纳起来有以下三个主要方面：一、提高压缩比。采用紧凑型燃烧室，通过进气口位置改进使缸内形成较强的空气运动旋流，提高气流速度；将火花塞置于燃烧室中央，缩短点火距离；提高压缩比至13:1左右，促使燃烧速度加快。二、分层燃烧。如果稀燃技术的混合比达到25:1以上，按照常规是无法点燃的，因此必须采用由浓至稀的分层燃烧方式。三、高能点火。高能点火和宽间隙火花塞有利于火核形成，火焰传播距离缩短，燃烧速度增快，稀燃极限大。有些稀燃发动机采用双火花塞或者多极火花塞装置来达到上述目的。《华夏时报》2001.11.29 文/钟强

大学毕业设计论文 - 燃气涡轮发动机高温燃气温度测量技术

燃气涡轮发动机高温燃气温度测量技术一、引言现代军用飞机对发动机提高推重比的要求持续增加。提高压气机压比以提高循环效率、增加涡轮进口温度以提高单位推力是提高推重比最直接和最有效的方法。因此，燃烧室部件设计将向高温升高热容方向发展，燃烧室进出口平均温度不断提高，在研和新研制的第四代涡扇发动机推重比为10．O一级，燃烧室进口平均温度为850K，出口平均温度为1850K，按热点系数O．3计算，热点温度可达2150K，正在预研的第五代发动机以涡扇发动机为主，交循环及组合，推重比12．0一级燃烧室出口平均温度为2000K，推重比15．0一级燃烧室出口平均出口温度为2150K，热点温度当然更高。现代航空发动机测试是航空推进技术的支撑性技术，是整个发动机预研试验研究和工程发展阶段的重要技术环节。发动机高温燃气测量是最重要的测试技术之一，温度是确定热端部件性能和寿命的最关键参数。将有助于燃气涡轮设计师和工艺师正确了解在燃烧室中所发生的燃烧过程。这使得高温燃气温度测量成为发动机测试中特别重要、难度较大的关键技术。传统的燃烧室出口温度场测试手段是铂铑系列热电偶。新型燃烧室燃气的高温、高速、高压条件已经超过常规铂铑系列热电偶的应用范围。为了获得燃烧室出口温度场的关键数据，必须寻求新的适用于

燃烧室部件性能试验的高温燃气温度测试手段与方法。气体温度测量，尤其是动态气体温度测量技术经历了一个发展过程。从20世纪50年代到70年代，主要工作是集中于采用热电偶在测量气流温度时所遇到的几个误差的确定，如辐射误差、导热误差、速度恢复误差以及在气流温度发生阶跃变化时，热电偶时间响应的研究。为了解决脉动气体温度的测试问题，曾经力图将热电偶做得很细，80年代以后，各种新技术、新的探针和手段应用于气流温度测量，主要有先进的探针技术、燃气分析技术、光纤温度传感器、光谱技术以及采用数字信号处理技术的动态气体温度测量系统。目前，提高高温应变能力的研究也在进行之中。二、燃气分析鉴于在发动机燃烧室压力和温升越来越高的情况下，用热电偶法测量出口温度，计算燃烧效率和温度分布系数越来越困难。由于贵金属偶丝对未燃烧成份的催化作用和高温下的传热误差，使得测得的结点温度TJ与T。之间的差别越来越大，不能准确地测出燃烧效率和温度分布系数。因此一种用于燃气温度测量的燃气分析技术(TBGA，Temperature By Gas Analysis)应运而生。燃气分析测温法就是通过分析燃气中各种组分的含量来推算燃气温度的方法，具有工程实用性强、测温范围宽、测温精度高，在1800K以上优于热电偶等优点，尤其适合在燃烧室部件试验中测取出口温度场分布。此方法在国外已得到广泛的研究与应用。 20世纪70年代初，GE公司就开始探索用燃气分析方法测量燃烧室

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

稀薄燃烧

什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空气之比可达1：25以上。要了解稀薄燃烧，就先要了解发动机的空燃比。所谓空燃比是指在发动机进气冲程中吸入气缸的空气与燃油（汽油）重量之比，也就是说，混合气中的空气与燃油的比例称为空燃比。汽油与空气混合燃烧时，空气量过多或者过少都不能有效进行燃烧。汽油完全燃烧所必需的空气比例，可以根据理论计算得到，并称之为理论空燃比。具体地讲，一份汽油对14.7 份空气。因此理论空燃比为14.7。必须根据发动机的工况改变空燃比。在带有三效催化转化器的发动机中，发动机必须调整到理论空燃比，14.7∶1。在部分带节气门开启时，一般发动机以较稀薄的混合气，即空燃比在15－16∶1范围内运转，但在稀薄燃烧发动机中，将以更为稀薄的混合气，即空燃比大于18。稀薄燃烧技术的最大特点就是燃烧效率高，经济、环保，同时还可以提升发动机的功率输出。因为在稀薄燃烧的条件下，由于混合气点火比理论空燃比条件下困难，暴燃也就更不容易发生，因此可以采用较高的压缩比设计提高热能转换效率，再加上汽油能在过量的空气里充分燃烧，所以在这些条件的支持下能榨取每滴汽油的所有能量。比较著名的三菱缸内喷注汽油机（GDI），可令混合比达到40:1。它采用立式吸气口方式，从气缸盖的上方吸气的独特方式产生强大的下沉气流。这种下沉气流在弯曲顶面活塞附近得到加强并在气缸内形成纵向涡旋转流。在高压旋转喷注器的作用下，压缩过程后期被直接喷注进气缸内的燃料形成浓密的喷雾，喷雾在弯曲顶面活塞的顶面空间中不是扩散而是气化。这种混和气被纵向涡旋转流带到火花塞附近，在火花塞四周形成较浓的层状混和状态。这种混合状态虽从燃烧室整体来看十分稀薄，但由于呈现从浓厚到稀薄的层状分布，因此能保证点火并实现稳定燃烧。大众的直喷汽油发动机（FSI），则是采用了一个高压泵，汽油通过一个分流轨道（共轨）到达电磁控制的高压喷射气门。它的特点是在进气道中已经产生可变涡流，使进气流形成最佳的涡流形态进入燃烧室内，以分层填充的方式推动，使混合气体集中在位于燃烧室中央的火花塞周围。本田最新的VTEC发动机也将采用稀燃技术。这款取名为VTEC－i 2.0 升发动机将比一般本田发动机省油20%，其特点是将VTEC技术与稀燃技术相结合，也是当低转速时令其中一组进气门关闭，在燃烧室内形成一道稀薄的混合气体涡流，层状分布集结在火花塞周围作点燃引爆，从而起到稀薄燃烧作用。编辑本段稀薄燃烧发动机的技术

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：

燃气涡轮发动机

燃气涡轮发动机 1.压气机、燃烧室、涡轮称为燃气发生器，燃气发生器又称为核心机。 2.发动机压力比EPR：低压涡轮出口总压与低压压气机进口总压之比，同气流通过发动机的加速成比例。表征推力。发动机涵道比：指涡扇发动机通过外涵的空气质量流量与通过内涵的空气质量流量之比。涵道比为1左右是低涵道比，2～3左右是中涵道比，4以上的高涵道比。低涵道比发动机产生推力是热排气高温高压。高涵道产生推力是风扇。风扇转速n1：对于高涵道比涡扇发动机，由于风扇产生的推力占绝大部分，风扇转速也是推力表征参数。 3.总推力是指当飞机静止时发动机产生的推力，包括由排气动量产生的推力和喷口静压和环境空气静压之差产生的附加推力。 4.当量轴功率ESHP：计算总的功率输出时，轴功率加上喷气推力的影响。 5.进气道的流量损失用进气道的总压恢复系数σi表示：σi = p1*/ p0* (进气道出口截面总压 / 进气道前方来流总压) ＜1 6.喘振：压气机喘振是气流沿压气机轴线方向发生的低频率、高振幅的振荡现象。喘振的根本原因是由于气流攻角过大，使气流在叶背处发生分离，而且这种气流分离严重扩展至整个叶栅通道。 7.VSV偏开导致高压压气机流量系数变大，气流在压气机叶盆会发生偏离，形成涡流状态；高压压气机会变轻，高压压气机转速上升，由于高压压气机出现涡轮状态，导致压气机进气量下降，此时风扇的流量系数下降，会在风扇和低压压气机叶片背处出现分离，发生喘振现象，之后风扇和低压压气机所需的功率上升，低压转子呈减速降低趋势。为保证发动机风扇的转速不变，发动机控制系统就会增加燃油流量，t3*与EGT上升，涡轮做功能力上升，保证风扇转速n1不变，n2上升。 8.防喘措施：防止压气机失速和喘振的方法常用：放气活门、压气机静止叶片可调和采用多转子。 9.压气机结构的核心是转子组件和机匣。

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

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

宝马3系决定弃用稀薄燃烧发动机

宝马3系决定弃用稀薄燃烧发动机来源：盖世汽车社区https://www.360docs.net/doc/089091214.html, 德国宝马正在更新小型车。在日本市场，除“1系”外，“3系”也推出了新车型。3系投入并联式混合动力车成为热门话题，其实普通车型的发动机也有很大变化。以前1系及3系以自然吸气的稀薄燃烧（Lean Burn）发动机为主。稀薄燃烧发动机不同于将燃烧室内的混合油气与空气的比例设定为理论空燃比的普通发动机，而是通过燃烧稀薄的混合油气来提高燃效。该发动机在日本从2010年秋季开始采用，从排量2.0L的3系轿车来看，使10·15模式燃效提高了27％。然而，新款1系及3系均退出了稀薄燃烧发动机的行列。1系改为了1.6L、3系改为了2.0L的带涡轮增压器的理论空燃比发动机。对宝马来说，直列6缸发动机凭借顺滑的旋转已然成为一块招牌，但如今该公司却将该6缸发动机中设定的稀薄燃烧发动机换成了4缸涡轮发动机。也就是说，宝马在使用稀薄燃烧发动机才仅数年的情况下就转变了方针。 2005年笔者对宝马动力传动系统战略进行采访时，该公司表示其目标是推进自然吸气发动机的直喷稀薄燃烧化，采用理论空燃比的直喷涡轮，最终实现稀薄燃烧的直喷涡轮发动机。宝马停止使用稀薄燃烧发动机的真正原因不得而知，据估计，可能是因为随着尾气中的NOx（氮氧化物）增加而专门配备的NOx吸附还原催化剂很难满足严格的尾气排放规定的要求。另外，还有一种解释是，在必须符合世界各地不同尾气规定的情况下，统一成理论空燃比的发动机更容易达标。在稀薄燃烧发动机方面，三菱汽车等曾凭借直喷技术实现实用化。该发动机虽然在燃效方面具有优势，但却存在燃烧室容易积碳以及尾气处理难度大的问题，因此应用案例在慢慢减少。虽然宝马及戴姆勒曾凭借压电式喷油嘴以及称为喷雾引导方式的新型成层化技术再次向稀薄燃烧方式发起挑战，但最后宝马还是将方向转到了通过使用理论空燃比的涡轮来实施小型化（Downsizing）的方向上来。现在，推进“SKYACTIV”技术向自然吸气及高压缩化发展的马自达又将最终目标锁定了隔热的稀薄燃烧发动机。据马自达介绍，只要大幅提高空气过剩率，NOx便会减少，从而无需做尾气处理。不过，这种空气过剩的混合油气在火花塞无法点燃，因此还需要导入像HCCI（均质预混合燃烧）那样的新燃烧形态。在发动机领域，兼顾燃效和尾气始终是一项难题，这一情况今后或许还将继续下去。亮相后又消失的稀薄燃烧发动机能否再次出场，接下来就要看马自达的了。（盖世汽车社区编译自《日经汽车技术》）

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

汽车超稀薄燃烧技术研究论文

目录 1 绪论 (2) 2 超稀薄燃烧技术的概念 (3) 3 缸外喷射稀燃系统(PFI) (5) 4 直接喷射稀燃系统(GDI) (7) 5.1 GDI发动机的燃油喷射系统 (8) 5.2 GDI发动机与PFI发动机燃油喷射系统的对比 (9) 5.3 GDI发动机的缸内流场 (9) 4.4 GDI发动机的超稀薄燃烧系统 (10) 4.5 GDI发动机的特点 (12) 5 均质混合气压燃系统(HCCI) (15) 5.1 HCCI概念 (15) 5.2 HCCI的燃烧特性 (16) 5.3 HCCI发动机对电控系统的要求 (20) 5.4 HCCI技术的应用 (20) 6 国内外超稀薄燃烧技术发展趋势 (22) 6.1 我国超稀薄燃烧技术发展趋势 (22) 6.2 国外超稀薄燃烧技术发展趋势 (22) 结论 (24) 致谢 (25) 参考文献 (26)

1 绪论由于全球经济的发展，汽车拥有量迅速增加，成为非常严重的大气污染源。全球机动车保有量的增长比人口增长快得多。有关资料表明，1950年，全世界只有5000万辆汽车；到1995年，全球汽车总量已经超过6.5亿辆，平均每100人拥有10辆汽车；2010年全世界机动车数量达到8.2亿辆（不包括两轮和三轮机动车）。目前世界上大部分汽车集中在发达国家和地区，如ECD （Organizationfor Economic ooperation and Development ）成员国拥有世界汽车的70%，人均拥有汽车数很高，而且这些国家的汽车保有量仍在缓慢上升。如图1-1所示，我国汽车的生产量从1978年的14.9万辆增加到2010年的1826万辆，增加了近123倍，年增加率为19%。轿车年产量从1978年的4千辆增加到1997年的48.1万辆。到2003年底，中国汽车总保有量已超过了2400万辆，2010年底已超过7523万辆。汽车保有量的持续快速增长加剧了城市环境的污染程度，在发达国家的城市中，汽车排放成为CO 2、CO 、NOx 、SO 2或者微粒等超过标准的大气环境中，每天约有800人因呼吸污染空气而死亡，患肺空气污染的最主要来源，成为人类健康和城市环境的 507 571 728 888 961 1379 1826 2742 3160 4985 5697 6467 7619 8616 1365 2365 2925 3534 4173 5218 7523 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年单位（万辆）汽车生产量民用汽车保有量私人汽车图1-1 我国汽车的年产量和汽车保有量最大威胁。世界城市约有一半的人生活在癌的人的比例逐年增加，控制汽车发动机的有害排放已刻不容缓。从上世纪70年代开始，各个国家相继对车辆和发动机的尾气

浅谈汽车发动机直喷稀燃技术

江苏经贸职业技术学院毕业设计（论文）题目：浅谈汽车发动机直喷稀燃技术系（院）工程技术系专业班级 10汽车（单）学号 1007061118 学生姓名李旭东指导教师沈南瑾职称高工 2013年 3 月12 日

浅谈汽车发动机直喷稀燃技术摘要汽车发动机直喷稀燃技术，采用该项技术的发动机具有高节能，高效率,低排放的优点，已成为现在车用汽油发动机一个十分重要的发展方向。本文首先介绍了汽车发动机直喷稀燃技术的简单概念及其优点和缺点。在与普通的进气道喷射发动机比较的基础上，研究了运用了直喷稀燃技术发动机简单工作原理，重点阐述了直喷稀燃技术在奥迪A8为代表FSI车型的应用情况，指出了空气供给系统和燃油供给系统，排放系统方面的主要变化，以及对这些部分的控制，并分析了该发动机对尾气的特殊净化技术，简单的介绍了国内外该技术的应用情况，直喷稀燃技术有很大的发展潜力，将得到更大发展并将取代现有的进气道式喷射技术。关键词直喷稀燃发动机应用 FSI The car engine with direct injection lean burn technology discussion Abstract The adoption of the direct injection lean burn engine technology has the advantages of high energy saving, high efficiency, but low emissions and it has become a very important direction of vehicle gasoline engine. This article firstly introduces the concept, the advantages and disadvantages of the direct injection lean burn engine technology. On the basic of the comparison with port fuel injection engine, it has investigated and applied the simple working principle of the direct injection lean burn engine technology, focused on the direct injection lean burn engine technology in the Audi A8 application for FSI models, and pointed out the air supply system and the fuel supply system, the main changes in discharge system, and the control of these parts. What’s more, it has analyzed this engine’s special purification technology to exhaust gases and briefly introduced the domestic and foreign application of this technology. The direct injection lean burn technology has great developmental potential and it will have the greater development to replace the existing intake port injection technique. Keywords Direct injection Lean-burn Engine Application FSI

航空燃气涡轮发动机原理期末考试知识点

航空燃气涡轮发动机原理复习知识点第一章记住华氏度与摄氏度之间的关系：Tf=32+9/5Tc 记住P21的公式1-72，p23的公式1-79,1-80 ，p29的公式1-85以及p33的公式1-99。第二章燃气涡轮发动机的的工作原理 1.燃气涡轮发动机是将燃油释放出的热能转变成机械能的装置。它既是热机又是推进器。 2.燃气涡轮发动机分为燃气涡轮喷气发动机，涡轮螺旋桨发动机，涡轮风扇发动机。其中涡轮风扇发动机是由进气道，风扇。低压压气机，高压压气机，燃烧室，高压涡轮，低压涡轮和喷管组成。涡轮风扇发动机是由两个涵道的。 3.外涵流量与内涵流量的比值，称为涵道比，B=Qm1/Qm2. 4.与涡轮喷气发动机相比，涡轮风扇发动机具有推力大，推进效率高，噪音低等特点。 5.单转子涡轮喷气发动机是由进气道，压气机，燃烧室，涡轮和喷管五大部件组成的。其中压气机，燃烧室，涡轮称为燃气发生器，也叫核心机。

6.涡轮前燃气总温用符号T3*来表示，它是燃气涡轮发动机中最重要的，最关键的一个参数，也是受限制的一个参数。 7.发动机的排气温度T4*，用符号EGT表示。 8.发动机的压力比简称为发动机压比，用符号EPR表示。 9.要会画书本p48页的图2-9的布莱顿循环并且要知道每一个过程表示什么意思。 10.要知道推力的分布并且要掌握推力公式的推导过程。（简答题或者综合题会涉及到。自己看书本p5到P56）。

11.了解几个喷气发动机的性能指标：推力，单位推力，推重比，迎面推力，燃油消耗率。

第三章进气道 1.进气道的作用：在各种状态下，将足够量的空气，以最小的流动损失，顺利的引入压气机；当压气机进口处的气流马赫数小于飞行马赫数时，通过冲压压缩空气，以提高空气的

汽油稀薄燃烧简述

混合气稀薄燃烧模式简谈摘要：随着中国经济的快速发展，人们生活品质的不断提高。中国的汽车保有量逐年攀升，汽车尾气对环境的危害也越发严重。本文通过分析汽油机混合气的稀薄燃烧模式，从排放物、燃油经济性、动力性等不同方面加以阐述。得出稀薄燃烧模式在保证相应的动力的情况下，其尾气量更能符合国家尾气排放标准。关键字：混合气空燃比燃烧模式喷射 1. 稀薄燃烧技术（GDI ）均质稀燃和分层稀燃是缸内直喷汽油机稀薄燃烧技术的两种燃烧模式。所谓均质燃烧就是进气早期将燃油喷入汽缸，使过量空气系数λ=1或附近,形成完全的均质化学计量比进行燃烧。在压缩行程后期开始喷油，在火花塞的区域，可以形成较浓的混和气，而在远离火花塞的区域形成稀薄的混合气( 过量空气系数达 λ = 2 ～ 3)，这就是分成燃烧。分层燃烧可以提高着火概率，加快火焰传播速度，实现快速稳定的燃烧。如图 1 所示， GDI 汽油机燃烧系统结构一般由进排气道、燃烧室、活塞、喷油器和火花塞组成。要在缸内形成均匀的混合气，必须组织合适的气流运动和精确的喷油匹配。 1.1 GDI 的气流运动缸内气流必须要满足两点要求: (1)从微观上要求在气缸内具有高强度的紊流，以促进燃油与空气的混合; (2)从宏观上要求有控制的平均气流运动，以形成均匀的混合气［1］采用均质混合气燃烧模式的 GDI 汽油机一般靠进气道来产生强烈的滚流运动以促进燃油与空气的混合另一方面，随着活塞上行，滚流在压缩冲程后期破碎成湍流，这样有助于提高压缩终了时的湍流强度，以提高火焰传播速度及保持燃烧稳定性［2］图2是710°CA 时刻( 接近点火时刻) 缸内动能分布云图，可以看出，缸内湍动能从中心向周围递减，这样有利于火焰传播边缘处的湍动能较小对火焰传播影响不大。火焰传播越快，则燃烧同量的燃料产生功率更高。