【作者】

Zhenting Liu，Enzhe Song，Liping Yang

【摘要】

论文已在温哥华2019年CIMAC大会上发表，论文版权归CIMAC所有。 天然气储量丰富，燃料成本较低，被认为是最现实的替代能源之一，在船舶上应用天然气被视为满足日益严格的法规的有效措施。由于对发动机负荷变化的快速响应和气缸间燃油分配一致性的提高，发动机制造厂采用了进口燃油喷射技术。然而，由于气体燃料和空气的混合时间较短，其循环变化相对较强。 燃气机工作过程中喷油压力不稳定是不可避免的，每一个循环中，燃气喷嘴和进气道中的燃油残留物都会不同，这将影响进气量，加剧循环变化。燃气发动机在稀薄燃烧条件下运行，不仅影响发动机部件的可靠性，而且影响发动机的效率和动力稳定性，这种现象更为严重。另外，通过改变天然气喷射压力可获得分层混合气，对燃气机的燃烧过程有明显的影响。因此，研究喷油参数对喷油残余物的影响，对于实现发动机稀燃条件下的稳定和改善燃烧具有重要意义。 本文对4种不同的喷射压力进行了模拟比较，采用CFD方法建立了带喷射阀的燃气发动机模型，对75%负荷下的进气、压缩和燃烧过程进行了模拟。对直列、双缸、水冷、进气道燃油喷射船用燃气发动机进行了燃气发动机试验，验证了仿真的准确性，仿真结果与试验数据吻合较好。在验证的基础上，阐述了4种喷射压力下进气道的压力场、CH4浓度场，进一步研究了喷射阀关闭时刻、缸内压力、放热率、NO排放和缸内火焰的发展情况，并进行了讨论。 结果表明，在稀薄燃烧条件下随着注入压力的增加，3号喷射压力（7.9bar，12.5ms）对提高初始火芯形成的稳定性具有积极的作用。该状态下点火延迟减小，火焰发展速度提高，但NO排放明显增加。合理的喷射压力虽然不能有效地提高燃油的进气效率，减少喷射残余，但可以改善点火时刻的燃油浓度场，从而实现快速、完全的燃烧。深入了解所研究发动机的优先燃气喷射压力，有助于为进气道喷射天然气发动机的喷射系统优化提供依据。

【会议名称】

第29届CIMAC会议

【会议地点】

加拿大 温哥华

【下载次数】

4

返回