基于可视化燃烧实验系统的车用发动机代用燃料燃烧特性的研究

摘要

汽车保有量的增加、石油资源的紧缺、环保问题的关注,促使了车用替代燃料的发展。与其它替代燃料相比,天然气具有辛烷值高、排放低、抗爆性好的优点,甲烷是天然气的主要成分,所以,甲烷燃烧特性的研究具有极大的意义。目前,通常利用定容燃烧弹实验系统来揭示内燃机缸内燃烧过程的机理。本文采用的定容燃烧弹实验系统由燃烧弹弹体、温度控制系统、进排气系统、点火系统、压力采集系统、火焰图片采集系统、同步控制系统组成。
　　本文的研究目的是在稀薄燃烧条件下实现甲烷-空气混合气体的快速燃烧,进而解决天然气燃烧速率慢的问题。在定容燃烧弹弹体中安装带孔横隔板,将弹体分为预燃烧室和主燃烧室,本研究中设计了两种横隔板,一种是单孔横隔板,另一种是三孔横隔板。首先点燃预燃烧室内的混合气体,当火焰传播到横隔板后,火焰通过横隔板上的通孔射入主燃烧室,实现主燃烧内混合气体的快速燃烧,通过改变横隔板孔径、当量比、初始压力,采集火焰纹影图片和燃烧压力的变化数值,对不同条件下的实验图片和实验数据进行分析,研究在不同横隔板孔径、初始压力、当量比情况下,火焰传播速度、瞬时压力、压力峰值及其出现时刻、最大压力升高率及其出现时刻的的变化规律,得出横隔板孔径、初始压力、当量比对甲烷-空气混合气体燃烧特性的影响机理。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2研究目的和意义

2 定容燃烧弹实验系统

2.1 系统组成

2.2 压力滤波处理

2.3 本章小结

3 单孔射流引燃甲烷-空气快速燃烧的实验研究

3.1 实验方案

3.2 初始条件对甲烷-空气燃烧过程影响的研究

3.3 横隔板孔径对甲烷-空气燃烧过程影响的研究

3.4 本章小结

4 多孔射流引燃甲烷-空气快速燃烧的实验研究

4.1 实验方案

4.2 初始条件对甲烷-空气燃烧过程影响的研究

4.3 横隔板孔径对甲烷-空气燃烧过程影响的研究

4.4 单孔和多孔横隔板实验的对比分析

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢