喷氢射流点火对煤层气发动机燃烧特性影响

摘要

为避免大缸径低浓度煤层气发动机在发电过程中出现燃烧不稳、爆震等现象，对喷氢射流点火的助燃效果进行研究，探究点火-喷氢间隔对射流火焰结构以及对发动机助燃效能的影响。基于三维流体力学软件，固定喷氢时刻及喷氢脉宽，通过改变点火时刻来研究不同点火-喷氢匹配策略对发动机燃烧性能的影响。结果表明：在一定范围内先点后喷(喷氢前5℃A内点火)及边喷边点两种工况均可形成较为明显的烟羽射流火焰结构，可提高发动机燃烧速率，滞燃期及燃烧持续期相较于原机分别缩短了64%和68%;缸压峰值和放热率峰值分别提高2.1 MPa和1.05 kJ/℃A。另外，固定喷氢时刻改变点火时刻，先点后喷和边喷边点两种工况指示热效率相差不大，均在40%左右；而先喷后点的两组案例效率有所下降，分别为38.3%和36.7%。合理控制点火-喷氢时刻可使发动机指示热效率比原机提高约4%。

关键词

低浓度煤层气 / 喷氢助燃 / 复合喷射 / 点火喷氢匹配 / 火焰结构