gydF4y2Ba微波火花塞是用于扩展精益操作上限(下限)和减少排放发动机燃烧沼气空气。缸内压力数据采集规范化燃料的比率<年代vg height="11.0625" id="M1" style="vertical-align:-0.20064pt;width:55.325001px;" version="1.1" viewbox="0 0 55.325001 11.0625" width="55.325001" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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,<年代vg height="11.125" id="M2" style="vertical-align:-0.20064pt;width:55.325001px;" version="1.1" viewbox="0 0 55.325001 11.125" width="55.325001" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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,<年代vg height="11.125" id="M3" style="vertical-align:-0.20064pt;width:55.325001px;" version="1.1" viewbox="0 0 55.325001 11.125" width="55.325001" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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,<年代vg height="11.0625" id="M4" style="vertical-align:-0.20064pt;width:55.325001px;" version="1.1" viewbox="0 0 55.325001 11.0625" width="55.325001" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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,<年代vg height="11.125" id="M5" style="vertical-align:-0.20064pt;width:55.325001px;" version="1.1" viewbox="0 0 55.325001 11.125" width="55.325001" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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。为每一个<年代vg height="10.8125" id="M6" style="vertical-align:-0.20064pt;width:8.5749998px;" version="1.1" viewbox="0 0 8.5749998 10.8125" width="8.5749998" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
、微波能源(电力提供给每个引擎周期)的磁控管是不同的从0 mJ(仅火花放电)到1600 mJ。在精益条件,结果显示微波能添加到一个标准的火花塞放电增加了完全燃烧的循环次数,提高发动机稳定性相比spark-only操作。增加微波能量指示热效率也增加了4%<年代vg height="11.0625" id="M7" style="vertical-align:-0.20064pt;width:55.325001px;" version="1.1" viewbox="0 0 55.325001 11.0625" width="55.325001" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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。在<年代vg height="11.125" id="M8" style="vertical-align:-0.20064pt;width:55.325001px;" version="1.1" viewbox="0 0 55.325001 11.125" width="55.325001" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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。
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5
,火花放电就无法持续点燃燃料混合物,导致频繁的无能。尽管微波能产生更加一致的比单独火花放电点火<年代vg height="11.125" id="M9" style="vertical-align:-0.20064pt;width:55.325001px;" version="1.1" viewbox="0 0 55.325001 11.125" width="55.325001" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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1
。
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5
,59%的周期只有部分烧毁。总的来说,微波火花塞精益运营条件下提高发动机的性能<年代vg height="13.575" id="M10" style="vertical-align:-2.21957pt;width:65.724998px;" version="1.1" viewbox="0 0 65.724998 13.575" width="65.724998" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
(
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)
但并不影响操作条件接近化学计量。
<年代p一个nclass="end-abs">
1。介绍
gydF4y2Ba关注温室气体、空气质量和化石燃料短缺,鼓励新技术的发展和内燃机替代燃料,减少温室气体排放。天然气(主要含有甲烷)提供了较低的温室气体排放比其他碳氢化合物燃料由于其高hydrogen-to-carbon比率。天然气也可以燃烧在高压缩比没有生产发动机爆震的风险。燃烧天然气(主要含有甲烷)和燃料比率比化学计量(精益条件)在火花点火引擎有可能产生比petroleum-burning发动机低排放和高热能效率(<一个href="#B1">1一个>,2一个>]。然而,如果燃料混合物太瘦,空气稀释造成的大量燃烧,火焰速度和减少使燃料混合物点燃更加困难(<一个href="#B3">3一个>,4一个>]。当燃烧不稳定由于空气稀释,增加发动机的性能和效率恶化,限制精益燃烧的潜能。这个不稳定燃烧点是众所周知的“精益极限。”
gydF4y2Ba一个方法提高精益天然气混合物的燃烧率和延长精益限制是增加燃烧室内部的湍流混合。Das和沃森<一个href="#B1">1一个>)修改一个引擎增加湍流混合的旋涡运动电荷在感应和使用压扁在压缩冲程,驱散了利用湍流到小规模燃烧室内部的湍流。使用这种技术,改变压缩比,Das和华生能够操作引擎在规范化的空气燃料比(<年代vg height="10.8125" id="M11" style="vertical-align:-0.20064pt;width:8.5749998px;" version="1.1" viewbox="0 0 8.5749998 10.8125" width="8.5749998" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
1.88)。然而,热效率发生在峰值<年代vg height="10.9375" id="M12" style="vertical-align:-0.20064pt;width:55.325001px;" version="1.1" viewbox="0 0 55.325001 10.9375" width="55.325001" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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0
。发动机产生的二氧化碳(也要少一些<年代vg height="14.6" id="M13" style="vertical-align:-3.13504pt;width:27.799999px;" version="1.1" viewbox="0 0 27.799999 14.6" width="27.799999" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
C
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)、碳氢化合物和氮氧化物(<年代vg height="14.7" id="M14" style="vertical-align:-3.21404pt;width:29.174999px;" version="1.1" viewbox="0 0 29.174999 14.7" width="29.174999" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
N
O
)比等效石油排放发动机。埃文斯(<一个href="#B5">5一个>)取得了类似的结果使用“squish-jet燃烧室也调查的影响部分分层充气混合物在火花塞附近加强精益混合物点火。埃文斯的结果表明,部分分层充气燃烧系统扩展精益操作限制和减少<年代vg height="14.7" id="M15" style="vertical-align:-3.21404pt;width:29.174999px;" version="1.1" viewbox="0 0 29.174999 14.7" width="29.174999" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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排放。曹和他(<一个href="#B6">6一个>)发现,延迟燃油喷射减少CO和HC排放在节流阀节流25%和100%。
gydF4y2Ba稳定精益操作和减少排放的另一个方法是添加氢应用引擎。一些研究人员已经表明,添加氢燃料混合物的火焰传播,增加扩展精益运营限制和减少排放<一个href="#B7">7一个>- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -- - - - - -14一个>]。Smutzer [<一个href="#B8">8一个>)开发了一种hydrogen-assisted精益操作(晕)在ultralean引擎,实现了操作条件(<年代vg height="10.9375" id="M16" style="vertical-align:-0.20064pt;width:47.5px;" version="1.1" viewbox="0 0 47.5 10.9375" width="47.5" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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0
),消除<年代vg height="14.7" id="M17" style="vertical-align:-3.21404pt;width:29.174999px;" version="1.1" viewbox="0 0 29.174999 14.7" width="29.174999" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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生产和火花点火能量减少了22%。然而,不均匀性加剧导致高cylinder-to-cylinder变化引擎。王等人。<一个href="#B10">10一个>)调查了cycle-to-cycle变化自然气态混合物,发现添加氢强烈与缸内压力、峰值压力上升速率,曲柄角程度的缸内压力峰值。他们还发现,添加氢减少cycle-to-cycle化学计量条件下变异和精益的条件。Kornbluth et al。<一个href="#B11">11一个>)发现,添加氢(30%体积的-50%)垃圾填埋气(包含主要是甲烷和<年代vg height="14.6" id="M18" style="vertical-align:-3.13504pt;width:27.799999px;" version="1.1" viewbox="0 0 27.799999 14.6" width="27.799999" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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),而操作精益的条件下增加发动机稳定和力量,而减少排放,特别是<年代vg height="14.7" id="M19" style="vertical-align:-3.21404pt;width:29.174999px;" version="1.1" viewbox="0 0 29.174999 14.7" width="29.174999" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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。他们的研究结果还表明,增加氢的浓度延长精益限制(<一个href="#B11">11一个>]。
gydF4y2Ba高能点火装置也被用于扩展精益限制超出传统的火花放电点火系统的功能(<一个href="#B15">15一个>,16一个>]。这样一个高能点火技术当前的研究兴趣是微波火花塞,想像工程有限公司正在开发,提供微波进入燃烧室除了标准的火花放电(<一个href="#B17">17一个>,18一个>]。电容放电火花启动等离子在燃烧室和微波等离子体扩张。电弧放电相比,传统上点燃内燃机,微波等离子体放电具有更高的空间均匀性,降低等离子体的潜力,激发更高的电子能量,增加之和电子激发态的分子(<一个href="#B19">19一个>]。高能电子,收到从微波能量,能增强反应混合物通过电子影响反应产生自由基和亚稳电子兴奋的化学物种<一个href="#B19">19一个>]。过去的研究表明,微波火花塞可以扩展以汽油为燃料的引擎的下限(<一个href="#B17">17一个>,20.一个>,21一个>),微波能增强火焰速度wall-stagnated甲烷火焰(<一个href="#B22">22一个>]。
gydF4y2Ba尽管微波火花塞已经证明有效的以汽油为燃料的发动机操作精益条件下(<一个href="#B17">17一个>,20.一个>,21一个>),其有效性此前还没有演示了用于发动机燃烧以甲烷燃料(如天然气)。在这项研究中,一个单缸引擎燃烧沼气空气被修改为使用微波火花塞系统运作。微波火花放电的性能与spark-only放电在一系列燃料比率和微波能量水平。
gydF4y2Ba这部分后,仪器、实验设计和变量用来测量发动机稳定性和性能。接下来,结果和讨论。最后,结论,和未来的工作建议。
2。材料和方法
2.1。发动机规格gydF4y2Ba实验采用单缸沃基肖ASTM-Cooperative燃料研究(CFR)引擎。发动机规格可以在表中找到<一个href="//www.newsama.com/journals/jc/2012/927081/tab1/" target="_blank">1一个>。CFR发动机的示意图与微波火花塞系统图所示<一个href="//www.newsama.com/journals/jc/2012/927081/fig1/" target="_blank">1一个>。病死率的压缩气体钢瓶提供甲烷气体燃料喷射器。CFR发动机装有想像工程,公司微波火花塞系统传输2.45 GHz微波通过火花塞绝缘进入燃烧室。微波与等离子体由30 mJ电容火花放电(<一个href="#B17">17一个>]。
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| 位移
| 0.616升
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| 中风
| 114.3毫米
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| 生
| 82.8毫米
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| 连杆
| 254毫米
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| 数量的阀门
| 2
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| 伊在0.15毫米
| −343°CA ATDC<年代ub>压缩年代ub> |
| 印度河流域文明在0.15毫米
| −153°CA ATDC<年代ub>压缩年代ub> |
| EVO在0.15毫米
| 148°CA ATDC<年代ub>压缩年代ub> |
| EVC在0.15毫米
| −353°CA ATDC<年代ub>压缩年代ub> |
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