车用天然气发动机增压匹配及性能参数优化

运用GEM3D工具离散化的方法建立了某1.5 L自然吸气车用CNG(压缩天然气)发动机GT-Power仿真模型,并用试验数据对模型进行校核,模型最大误差为3.64%.在此基础上进行了CNG发动机增压器匹配分析,用DoE(design of experiment)工具对增压发动机的点火提前角进行了优化,然后优化了不同压缩比和不同过量空气系数下的点火提前角,对压缩比和过量空气系数进行了计算分析.结果表明:仿真模型具有较高精度,方案2为4种涡轮增压器方案中最佳方案,并对该方案进行了台架试验,仿真结果与试验结果误差在4%以内;通过优化点火提前角,扭矩最大提高了9.3%;在各最优点火提前角下,压缩比为12时最优,过量空气系数为1.1时具有最佳经济性.     

基于双有机朗肯循环的 CNG 发动机余热回收系统参数优化及工质选择

为了充分利用 CNG 发动机的余热能量,根据 CNG 发动机的余热能分布特性设计了双有机朗肯循环系统,用来回收 CNG 发动机的排气能量、进气中冷能量以及冷却系统具有的能量。该双有机朗肯循环系统包括高温循环和低温循环,高温循环采用 R245fa 作为工质,用于回收 CNG 发动机排气能量;低温循环分别采用 R245fa , R1234ze 和 R1234yf 作为工质,用于回收进气中冷能量、高温循环冷凝过程中释放的能量以及发动机冷却系统的能量。在 CNG 发动机标定工况下,对双有机朗肯循环系统的参数敏感度进行了分析。结果表明：较高的高温循环蒸发压力和低温循环蒸发温度,较低的高温循环冷凝温度和低温循环冷凝温度可以提升双 ORC 系统的净输出功率和热效率;高、低温循环均选择 R245fa 的方案可以使系统具有较优的热力学性能。     

天然气发动机怠速燃烧排放特性试验

在一台CNG发动机上研究怠速工况条件下,点火提前角(θi)和过量空气系数(λ)对燃烧排放性能的影响规律。节气门全关,参数调节时,步进电机自动调节,将发动机转速控制在800 r/min。θi在上止点前40～10°CA BTDC变化,λ=1.1时指示热效率和燃烧速度最高;随着λ增加,最高指示热效率所对应的θi越大;θi过大或过小,都会加剧循环变动;λ1.3,平均指示压力循环变动(CoVimep)明显增加;λ=1.1时,NOx排放最高。     

CNG汽车增大点火提前角的性能试验

针对汽车油改气后所表现出的动力下降、加速性能差及气耗大等不足,从改变汽车发动机点火提前角大小的思路着手,对所研制的点火提前角控制器的结构、工作原理及安装调试等进行了较为详细地分析。表明采用增大天然气汽车点火提前角的方法,可以在不改变原车结构的情况下,能有效地提升天然气汽车的动力,是克服天然气汽车改装后动力不足最简单和直接的手段,是保障汽车油改气之效果的必要措施。     

天然气发动机起动点火能量控制策略

通过测量点火线圈初级回路的电流,确定初级回路的最佳闭合时间。为了有效提高点火系统的可靠性,提高点火能量,在发动机转速低于600 r/min时,采用了压缩上止点前多次点火策略。参照SAE J973—1999标准,采用稳压管串作为模拟负载,实现了点火能量的量化测试。为了确保多次点火的能量在压缩上止点前充分释放,调整了多次点火时的脉冲信号间隔。试验结果表明,初级线圈闭合时间为6 ms时,初级断开电流不再继续增大,储能接近饱和;采用多次点火策略时,脉冲信号间隔为1.28 ms,可以保证多次点火的能量都在压缩上止点前充分释放。     

汽油车和天然气汽车颗粒物排放特性研究

利用颗粒物数量测试仪器ELPI对瞬态循环下的汽油车和天然气汽车的颗粒物排放进行了测量研究,研究结果表明:汽油车排放的颗粒物明显多于天然气汽车,两种燃料车辆排放的颗粒物中粒径小于70nm的颗粒物均占绝对优势,占总排放量的80%～90%;大于200nm的颗粒物在总排放颗粒物中占的比例非常小;颗粒物数量排放浓度与车辆速度基本成正比例关系,颗粒物数量排放随速度的增加而增加;在车辆速度大于70km/h后,颗粒物数量排放随车速急剧增加.     

Real-world gaseous and particle emissions of a Bi-fuel gasoline/CNG Euro 6 passenger car

The objective of the present study is the assessment of the environmental impact of a bivalent (bi-fuel) vehicle, running either on gasoline or compressed natural gas (CNG). To that aim, a Euro 6 passenger car was tested under various real-world driving conditions. In order to cover the full range of conventional powertrains currently in the market, the tests were also repeated on a Euro 6 diesel passenger car. Both cars were driven in two routes, the first complying with the regulation limits and the second going beyond them. Carbon monoxide (CO), nitrogen oxides (NO_x) and particle number (PN) emissions were recorded using a Portable Emissions Measurement System (PEMS). Apart from the aggregated emission levels, in g/km, the exact emission location along the route was also assessed. Natural gas proved beneficial for CO and PN emissions, the level of which always remained below the respective legislation limits. On the other hand, under the dynamic driving conditions with gasoline, the relevant limits were exceeded. Cold start, occurring at the beginning of the urban part, and motorway driving were identified as major contributors to total emissions, especially in gasoline mode. However, the application of natural gas was associated with a penalty in NO_x emissions, which were significantly increased as compared to gasoline. Local peaks within the urban part were identified in CNG mode. In any case, the diesel vehicle was by far the highest NO_x emitter.     

CNG发动机阀座材料开发及其与气门匹配性试验

通过在强化型的基体材料中添加硬质颗粒和固体高温润滑剂,开发出了耐磨性高且具有自润滑性能的粉末冶金阀座材料。在用燃气加热的模拟试验机上进行对比试验,结果证明粉末冶金材料具有良好的综合性能。     

EQDN系列CNG电喷发动机燃料喷射阀及火花塞优化

为了解决EQDN系列CNG发动机在使用过程中表现出的动力不足的问题，通过改进天然气喷射阀及火花塞的结构，提升其性能，从而使发动机动力性和燃油经济性大幅度提升。     

CNG船舶运输新技术应用研究

针对当前国际能源市场的发展态势，本文对呼声最高的石油替代产品-天然气的最新运输技术进行了深入分析.通过与液化天然气（LNG）等运输方式的比较，指出由于压缩天然气（CNG）运输成本低、安全便捷的突出特点，CNG船舶运输必将成为天然气中、小储量运输和短距离海上运输的最佳运输方式。