【摘 要】
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在能源紧缺、排放法规日益严格的背景下,天然气因其清洁、储量大和价格低廉等优点而被广泛应用于各行各业,在内燃机中将其用作传统石油燃料的替代燃料受到了大量关注并成为研究热点。本文以玉柴YC6K450LN-C31型柴油机为对象开展柴油-LNG双燃料发动机的标定与试验研究。首先搭建发动机试验台架并以纯柴油模式缸内最大爆发压力和排气温度为约束条件对双燃料模式柴油质量替代率和引燃柴油相对喷油提前角进行标定,之
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在能源紧缺、排放法规日益严格的背景下,天然气因其清洁、储量大和价格低廉等优点而被广泛应用于各行各业,在内燃机中将其用作传统石油燃料的替代燃料受到了大量关注并成为研究热点。本文以玉柴YC6K450LN-C31型柴油机为对象开展柴油-LNG双燃料发动机的标定与试验研究。首先搭建发动机试验台架并以纯柴油模式缸内最大爆发压力和排气温度为约束条件对双燃料模式柴油质量替代率和引燃柴油相对喷油提前角进行标定,之后对比研究发动机在双燃料模式和纯柴油模式时的动力性及经济性,最后研究了双燃料发动机在不同工况下的排放特性。结果表明:（1）标定后的双燃料发动机柴油质量替代率在常用转速900r/min～1200r/min区间内替代率均在70%以上;在中高负荷时需要对引燃柴油的喷油提前角进行调整,相对纯柴油模式时的喷油提前角需进一步增大。（2）发动机工作于双燃料模式时的动力性与纯柴油模式时一致;发动机工作于外特性、推进特性工况点及1000r/min转速下不同负荷时,双燃料模式的有效燃油消耗率高于纯柴油模式,双燃料模式的燃料成本明显低于纯柴油模式。（3）在常用转速1000r/min时,中低负荷下颗粒物总数随替代率提高而逐渐降低,高负荷时颗粒物总数在低替代率下有所升高,替代率达80%时颗粒物总数明显降低。NOx排放在低负荷时随着替代率升高有所降低,中高负荷时有所升高;HC排放在各负荷下随着替代率升高而明显升高;CO排放随着替代率提高先升高后降低。在50%负荷率时,所选转速工况下的颗粒物总数和体积均随着替代率的升高而降低,NOx排放在较低转速时随替代率升高有所降低,在较高转速大替代率时有所升高;HC排放及CO排放均高于纯柴油模式。在常用工况下,发动机有较高的柴油质量替代率且双燃料模式的运行成本及颗粒物和CO2排放均显著低于原机,燃用天然气可在确保发动机动力性基础上有效改善其经济性及排放性。
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