PDF《汽车 L PG 燃料燃烧特性》

2 连杆长 /mm

112 标定转速 /r ・ min-

1 5500 图1试验仪器布置 Fig.

1 Test system

2 放热规律计算模型 内燃机气缸中燃料燃烧释放出的能量主要包括 三大部分 ,即转换为机械功的能量 ,废气带走的热量 及传热损失. 燃料燃烧放出的热量为工质所吸收的 热量和传到燃烧室周壁的热量之和[ 3] dQ d θ = dQ dθ rec + dQ dθ w dQ d θ rec = A K K - 1P (θ ) dV (θ ) d θ + A K - 1V (θ ) dP (θ ) d θ dQ d θ w =

1 6 *Ne*

3 600 { (T g+ T sl ) F [ T (θ ) - Twl ]+ (T g + T sh ) sh [T (θ ) - Twh ]+ (T g + T sp ) sp [T (θ ) - Twp ]} 式中: dQ dθ rec 为加热速率;

dQ d θ w 为传热率;

A 为热 功当量;

K 为绝热指数;

V (θ )为气缸工作容积;

F 为 气缸缝隙壁面积;

sh 为气缸的表面积;

sp 为活塞表面 积;

T g 为对流传热系数;

T sl、T sh、T sp分别为气缸壁、气 缸顶部和活塞顶部的辐射传热系数.

3 试验结果及分析 3.

1 不同转速下 LPG燃烧特性分析 为了研究 LPG用于火花点火发动机时转速改 变对其燃烧特性的影响 ,分别测试了 LPG和汽油在 恒定扭矩

20 N・ m,转速不同时的示功图 ,对放热 率等相关燃烧性能参数进行了处理分析. 图

2、图 3是燃用 LPG及汽油转速改变时燃烧 参数的变化情况. 转速升高 LPG和汽油的缸内最高 压力及最大压升率呈上升趋势 [4 ] .转速变化对 LPG 图2转速对示功图的影响 Fig.

2 Wo rk diagrams in different speeds 图3转速对压力升高率的影响 Fig.

3 Rise rate of pressure in different speeds 的滞燃期影响很小;

转速增加时 ,气缸内紊流增强 , 火焰传播速度大体与转速成正比增加 ,因而以秒计 的燃烧时间缩短 ,每个循环缸内漏气和散热的时间 减少 ,即漏气量和散热量减少. 同时 ,因单位时间内 燃烧的次数增加 ,使整个缸内的热力状态提高 ,急燃 期的压力随着转速的升高而上升越快. 随着转速增 加,LPG和汽油以曲轴转角计的燃烧时间都在增 大. 转速升高时 LPG后燃期压力下降越快 ,说明后 燃期内燃烧的燃料量在不断减少 ,这对 LPG的燃烧 是有利的. 转速升高对汽油后燃期影响不是很大 ,只 是急燃期压力变化率越来越大. 图

4、图 5是LPG与汽油的放热曲线的比较. LPG的整个放热曲线平滑、无拐点 ,燃烧过程进行 得比较均匀.转速升高 , LPG火焰传播速度增大 ,燃图4转速对累计放热量曲线的影响 Fig.

4 Heat release quantity in different speeds 图5转速对放热率曲线的影响 Fig.

5 Heat release rate in different speeds

46 交通运输工程学报2003年 烧加快 ,一定曲轴位置的放热量增大 ,最高放热率也 相应增大[5 ] . 汽油转速升高 ,放热量增大 ,从单个放 热曲线看放热在很短的时间 (以曲轴转角计 )就完成 了 ,表明燃烧非常迅速. 汽油在早期有缓慢的放热现 象 ,随后放热加速 ,转速进一步增大出现放热减慢. 从放热率曲线看 , LPG的燃烧比汽油进行得慢 ,整 个过程比汽油长. LPG随着转速变化燃烧持续期基 本不变 ,但放热率增大. 汽油随着转速升高 ,燃烧持 续期减小 ,燃烧更加迅速. 3.

2 负荷对 LPG燃烧特性的影响 为了分析负荷对燃烧特性的影响 ,试验对比分 析了转速

3 800 r /min,扭矩改变时 LPG与汽油燃 烧情况的异同. 示功

图表示出了整个燃烧过程气缸 内的压力变化情况 ,比较 LPG与汽油相同负荷 (