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能源和排放污染问题是21世纪汽车发动机的两大研究主题,世界各国定出愈加苛刻的排放法规,以限制汽车发动机排放量,并积极进行各方面研究,采取措施来缓解能源日渐枯竭和环境恶化问题。点燃式发动机燃料众多,包括汽油、天然气、液化石油气、掺氢气天然气等,其中天然气具有含碳量低热值高等特点,而且储量丰富,易于储存和运输,它作为一种清洁燃料,已经成为一种重要的发动机能源并得到广泛使用。国内外很多学者也进行了大量相关的理论和实验研究,研究包括工作过程模拟、燃烧化学动力学机理研究、排放性能以及综合性能研究等,对它的排放研究更是人们追逐的热点。借鉴前人成果,本文以LabVIEW为软件平台,以天然气发动机为主要研究对象,建立了点燃式发动机的排放预测程序,主要工作包括:(1)建立了点燃式发动机的准维排放预测模型:包括利用双区模型预测CO、CO2、O2、H2、H2O、OH、H、O、NO、N2这10种燃烧平衡产物的排放,和在燃烧平衡计算基础上,利用Zeldovich部分平衡浓度法预测NO排放。(2)在LabVIEW中实现点燃式发动机排放预测程序,为使程序通用化,以适应不同燃料、不同机型和不同工况的变参数计算需求,将表征燃料种类、机型和工况的结构参数和运行参数分类并界面化,并以6135ZG天然气发动机和492Q型汽油机为例来说明程序不同燃料、不同机型和变工况的功能。(3)考虑到进行燃烧阶段几何参数计算时燃烧室形状差异的影响,论文选择5种典型的点燃式发动机燃烧室:天然气发动机浅盆形燃烧室、半球形燃烧室、碗形燃烧室、楔形燃烧室、浴盆形燃烧室,将这5种燃烧室尺寸参数化,在节点积分法基础上,根据各自的特点,确定了相应的燃烧几何参数计算方法(包括节点划分方法和积分叠加公式),并编写了相应的程序。(4)以6135ZG天然气发动机为验证和应用实例:首先预测了额定工况下10种燃烧平衡产物排放和非平衡产物NO排放,验证了程序的正确性,同时分析了这一工况下CO、CO2、NO三种排放物缸内变化规律;随后预测分析了压缩比和燃烧室形状对6135ZG天然气发动机排放的影响;最后,选定一个相同工况点,将天然气发动机的预测排放值与原柴油机的实测排放值进行了对比。