外文翻译-----喷油定时对柴油天然气双燃料发动机排放性影响

本科毕业设计外文翻译外文译文题目 ：喷油定时对柴油/天然气双燃料发动机排放性影响学 院:专 业:学 号:学生姓名:指导教师:日 期:英文原文：译文：Effect of advanced injection timing on emission characteristics of diesel engine running on natural gas Renewable Energy,2007,32:2361-2368喷油定时对柴油/天然气双燃料发动机排放性影响替代能源，2007，32：2361-2368摘 要导致全球变暖的温室气体排放日益受人关注，现已证明它主要来源于矿物燃料的燃烧科学家一直在寻求绿色的替代燃料，天然气 因其辛烷值高、环保性好被认为最有潜力作为柴油机上的替代燃料然而进一步研究表明，天然气燃烧速率低，着火延迟长，从而产生高的升功率使柴油机易产生爆燃这项实验研究了基于柴油机的双燃料发动机喷油定时对排放性的影响：柴油机标准喷油定时为30° BTDC当喷油定时调整为3° BTDC时，发动机运转不稳，而当喷油定时变为3° BTDC时发动机运行顺畅，特别是在低负荷工况下。

故把3° BTDC定为优化喷油定时试验表明，虽然燃料消耗略有增加，但着火延迟缩短，CO、CO2排放量降低关键词：一氧化碳（CO）； 二氧化碳（CO2）；　碳氢化合物（HC）排放；　着火延迟1 引言1997年东京各国首脑会谈关注的焦点是温室气体排放对全球环境的影响它能导致洪灾、山体滑坡等，2005年在美国发生的Katrina、Rita 和Wilma飓风就是最好的例证这都是由于矿物燃料燃烧产生大量温室气体CO2所致许多科学家在寻找替代传统矿物燃料的绿色燃料(Nwafor[1]、 Lowe and Branhan[2] 、 Horie and Mishizawa[3] )，他们不约而同对天然气作为未来柴油机上的替代燃料极为看好然而天然气要真正替代柴油还有很多问题要解决比方说，天然气自然温度高，这就要求配有着火系统再者，天然气因燃烧速率低，着火延迟长，从而缸内压力波动大不过从最近关于双燃料发动机性能、排放研究可知(Nwafor[4] 、Stone and Lallommatos[5]　、Karim and Ali[6])，天然气辛烷值高(RON 131)，故抗爆性好，可以通过提高压缩比来改进发动机的性能。

　　这个试验研究了基于柴油机的双燃料发动机喷油定时对排放的影响（以天然气为主要燃料柴油－天然气双燃料发动机）在压缩行程终了吸入空气－天然气混合气，并喷入一定量的柴油引燃混合气所需引燃柴油量受爆燃限制(Rani and Rice[7] 、Nwafor [8])，随柴油量增加，天然气减少，爆燃趋势减弱优化喷油定时是为了补偿着火延迟和燃烧速率低的影响　　　　研究表明，与标准喷油定时相比，发动机在优化喷油定时下，HC、CO2排放量下降，着火延迟缩短，但燃料消耗量大发动机在全柴油运行下，HC排放最低，CO排放最高总的来说，在低负荷、低转速下，优化喷油定时对发动机排放改进很有用，但在高负荷下，发动机温度起着决定作用2 实验装置这个试验所用的发动机为一个Petter型AC1单缸柴油机，它是一种空冷高速直喷式发动机功率计包括一个分流式Mawdsley型直流发电机和一个能量储存器，力矩则是由相当于牛顿弹簧测量范围的装置测得燃烧室压力由Kistle型7063A压力计测量（这个压力计是水冷电控压电式的，灵敏度为79pc/bar），再通过数字示波器显示，并把结果储存到软盘里以便随后分析缸内压力最大升高率排气歧管压力由普通Ｕ型压力计测量，空气流量由Viscous流量计测。

和测量缸内壁温度一样，进、排气道安装有热敏电阻可以监控气体温度变化柴油由喷油泵输到喷油器，它的流量由一个50cm3的分级式滴管和秒表共同完成天然气流量由一个能测量多样空间的转子流量计测得，相对温度和环境温度由Vaisala型温度计测，空气－天然气混合气由安装在进气歧管的气体控制阀控制2．1 天然气组成成份氮2.18% 甲烷92.69% 乙烷3.43% 二氧化碳0.52%　 丙烷0.71% 异丁烷0.12%　正丁烷0.15%　 正戊烷0.09% 正己烷0.11%毛热值=38.59 MJ/m3　 净热值= MJ/m3　Wobbe数= MJ/m3　 空燃比=16.65:1　 柴油净热值= MJ/kg　 柴油相对密度=2．2 发动机数据缸径=76.20 mm 行程=66.67 mm排量=304 cc 压缩比=17 喷油压力=183 bar标准喷油定时=30°BTDC　 优化喷油定时=33.5°BTDC3 实验结果3．1 一氧化碳（CO）排放CO排放量与空燃比有关，它是表明发动机燃烧效率的一个参数。

图1和图2分别显示了发动机转速在3000rpm和2400rpm时，双燃料发动机CO排放情况由图可知，发动机不同转速下，CO的排放特性是不同总的来说，在发动机运转在双燃料时，与标准喷油定时相比，优化喷油定时下CO排放量明显低两者CO排放变化趋势相似，但CO排放量集中区段不同全柴油运转时，CO排放量最少，但它随负荷增加而加大CO排放量最大点是在全柴油运转高负荷下产生的图1 CO排放(n=3000rpm)图2 CO排放 （n=2400rpm）3．2 二氧化碳（CO2）排放图3和图4显示了CO2的排放特性由图可知，喷油定时对CO2排放影响很大在优化喷油定时下，不管发动机处于哪个转速下，CO2的排放都很低CO2排放量最高是在全柴油运转下，而在标准喷油定时下，CO2排放量处于中间试验表明，随空燃比的减小，CO2的排放量呈增多趋势我们知道在理想燃烧下，燃料燃烧产物为CO2和H2O，故CO2可以作为衡量燃烧效率的一个参数使发动机排放尽量多的CO2和少的HC一直是我们追求的目标图3 CO2　排放（n=3000rpm）图4 CO2　排放(n=2400rpm)3．3 碳氢化合物（HC）排放图5显示了发动机转速为3000rpm时，分别在双燃料和全柴油运行下HC的排放。

全柴油运行下，HC排放量最少与标准喷油定时相比，在优化喷油定时在低负荷下排放低但在高负荷下排放高图6显示发动机转速为2400rpm时HC的排放性与图5相似实验表明，在燃烧开始时，有大量天然气未及时参与反应，这可能是因为天然气燃烧速率慢的原故双燃料运行下，HC排放量大主要原因有：稀薄燃烧、缸内壁熄火作用、天然气－空气混合气不均匀等由图还可知，不同工况，不管是在标准喷油定时还在优化喷油定时HC排放量都比较高当在进气行程，由于气门重叠角大导致大量已吸入的新鲜气又被排出很可能是重要原因图5 HC排放(n=3000rpm)图6 HC排放(n=2400rpm)3．4 着火延迟着火延迟指柴油机燃料被引燃到燃料正式燃烧之间的时间段图7和图8显示了发动机在双燃料和全柴油运行下，着火延迟的情况从两图中可知，虽发动机转速不同，但全柴油运行下着火延迟都比较短与优化喷油定时相比，标准喷油定时在高负荷下着火延迟长在发动机转速为2400rpm时，双燃料与全柴油运行着火延迟有明显不同，标准喷油定时下着火延迟最长实验知，双燃料下，随转速下降，着火延迟变长，这与全柴油运行下刚好相反因为在低转速时，大量气体参与预燃从而增加了发动机爆燃趋势。

在双燃料运行下总的比全柴油运行下着火延迟要长，因天然气自燃温度（704 oC）比柴油（245 oC）高很多，在压缩行程终了缸内温度达不到气体自燃温度柴油的雾化程度和喷油锥角取决于缸内气体密度，雾化不良导致着火延迟长可能是由于油滴原因图7 点火延迟　(n＝3000rpm)图8 点火延迟(n＝2400rpm)4 结论试验表明，替代燃料都有着火延迟特性，有人认为是受发动机负荷和转速和影响同时每一种替代燃料都有各自的最佳喷油定时，试验发现，在最佳喷油定时下，发动机的燃料消耗量都略微增加，但CO2的排放量明显下降，CO排放集中的也下降在双燃料运行下，HC排放比较高，但在优化喷油定时下，它的排放有明显改进在双燃料时，与标准喷油定时相比，优化喷油定时在低负荷运行下优为顺畅，但当喷油定时调整为3°BTDC时，发动机运转就不稳了在高负荷下，燃烧温度起决定作用，进而增加了柴油的蒸发可缩短着火延迟故调整喷油定时不适合高负荷工况双燃料发动机据说受着火延迟影响参考文献1 O.M.I. Nwafor and G. Rice, Combustion characteristics and performance of natural gas in high speed, indirect injection diesel engine, WREC, UK (1994) p. 841.2 W. Lowe and R.T. Brandham, Development and application of medium speed gas burning engines, IMechE 186 (1971), p. 75.3 K. Horie and K. Mishizawa, Development of a high fuel economy and performance four-valve lean burn engine, IMechE C448/014 (1992), p. 137.4 . Nwafor, Effect of advanced injection timing on the performance of natural gas in diesel engine, Int J Indian Acad Sci, Sadhana 25 (2000), p. 11. 5 C.R. Stone and N. Ladommatos, Design and evaluation of a fast-burn spark ignition combustion system for gaseous fuels at high compression ratios, J Inst Energy 64 (1991), p. 202. 6 G.A. Karim and A.I. Ali, Combustion, knock and emission characteristics of a natural gas fuelled . engines with particular reference to low intake temperature conditions, IMechE 189 (25/75) (1975), p. 135.7 Bari S, Rice G. Knocking in gas-fumigated dual-fuel engine. In: Proceedings of the fourth international conference on small engines, their fuels and the environment. 21–24 September 1993.8 O.M.I. Nwafor, Effect of oxygen supply on dual-fuel engine performance using natural gas as primary fuel, J AMSE, Modelling, Simulation Control, Fr 71 (3) (2002), p. 29.。