一、天然气发动机的技术改进研究（论文文献综述）
A.JOSHI,朱炳全[1]（2021）在《2020年全球汽车发动机效率提升和排放控制的发展动向（上）》文中研究表明20多年来,Corning公司每年都会发表1份关于全球内燃机（ICE）驱动车辆排放法规和排放控制技术发展情况的年度回顾报告[1-2]。介绍了2020年该领域的最新进展,交通运输领域设定的通过减少化石燃料的使用量来实现减缓气候变化的目标,以及为达到这些目标各国所采用的主要技术。近年来,各国政府加快了实施零排放车辆计划的步伐。中国公布了将在2025年实现50%以上车辆需要采用混合动力的技术路线图。预计在未来一段时间内,内燃机仍是汽车动力总成的一部分。因此,在采用传统发动机的情况下,各国需要进一步采用各种技术解决方案来促使车辆达到或接近零排放的水平。目前,各国在提升汽车发动机效率、排气后处理系统、混合动力、低碳燃油,以及预测控制等方面的技术都取得了一定进步。2020年,一些发达国家还加强了限制有害污染物排放的立法。美国加利福尼亚州采纳了要求重型车氮氧化物（NOx）排放减少90%的综合性低NOx法规,并讨论了轻型车低排放车Ⅳ（LEV Ⅳ）排放法规的若干要点,车队的非甲烷有机气体（NMOG）与NOx平均排放量限值可能要求达到20mg/mile①。欧盟制订了欧七排放法规草案,并对某些重大修改项目进行了审议,其中包括收紧排放限值（含收紧直径23nm以下颗粒物的限值）、强调城区行驶工况,并全面转向以实际行驶排放测量值为基础的车辆认证。
赵玮杰[2]（2021）在《航改型燃气轮机低污染燃烧技术研究》文中提出燃气轮机是重要的能源动力装备,其应用涉及国计民生的各个方面,是我国目前急需突破的被“卡脖子”的技术之一。污染排放问题是制约我国燃气轮机产业发展的重要问题,排放不达标将不能进入商业市场,燃气轮机技术无法在激烈的市场环境中积累运行数据从而实现技术的迭代升级。突破燃气轮机的低污染燃烧技术,将有助于提高我国燃气轮机的竞争力,促进燃气轮机产业良性发展。本文在文献和案例研究的基础上,围绕燃气轮机低污染燃烧室中的关键部件单元预混喷嘴,开展实验和数值研究,聚焦于燃料空间分布对预混喷嘴工作性能影响的研究。在燃气轮机低污染燃烧室的设计实践中,归纳总结出以单元预混喷嘴为基础的低污染燃烧室设计方法,并探讨了该方法在不同类型的低污染燃烧室中的应用。对国外成熟低污染燃烧室的研究发现,1)贫预混燃烧技术是低污染燃烧室的主流技术;2)单元预混喷嘴在低污染燃烧室中起主导作用,相同的单元喷嘴可以用在不同的燃烧室中;3)低污染燃烧室设计的难点在于实现宽功率范围内的低污染排放,需要从燃气轮机全局考虑才能解决燃气轮机低污染燃烧问题。我国燃气轮机技术基础薄弱,低污染燃烧技术处于研发阶段,结合国外成熟经验,建议我国燃气轮机低污染燃烧技术采用以空气分级方案为主、燃料分级为辅的技术发展路线。在单元预混喷嘴研究的基础上,设计了不同燃料喷注方式的预混喷嘴,在空气温度300℃和500℃,空气流速在20～60 m/s条件下进行了燃烧实验研究,获得了火焰结构、污染排放、燃烧振荡、熄火回火边界等性能数据。实验表明,以燃料与空气均匀掺混为优化目标不能获得工作性能最佳的预混喷嘴,应以燃料空间分布为调控手段,以综合工作性能为优化目标才能设计出满意的预混喷嘴。针对实验中发现的现象,以FGM方法模拟分析了预混喷嘴的燃烧工作过程,获得了预混喷嘴燃料掺混过程、燃烧过程等详细的流场信息,加深了对预混燃烧机理的认识,同时也解释了实验中的现象。对于燃烧污染物的模拟构建了不依赖经验的化学反应网络模型,获得了与实验较为一致的结果。以某型燃气轮机多喷嘴低污染燃烧室的设计实践和实验研究,分析了燃料分级控制的策略设计及其局限性,实验研究了燃料分级对燃烧室整体污染排放的影响,预混燃烧中火焰筒壁温分布的变化规律,以及值班燃料对喷嘴本体起到的冷却作用等关键问题。在上述研究的基础上,提炼总结了低污染燃烧室设计的流程和方法,以及不同类型燃烧室设计中应注意的问题。提出了以单元预混喷嘴工作性能为基础,结合燃气轮机燃烧室具体特点,采用组合或缩放方法设计适应不同型号燃气轮机的低污染燃烧室的设计方法,并通过案例设计和试验研究,初步验证了该方法的可行性。本文中的设计案例包括分管型、环形和筒型低污染燃烧室,其中部分燃烧室完成了方案设计、样机研制和试验验证的一次技术迭代。在不同类型的低污染燃烧室的设计实践中积累的经验和教训,又不断促进着低污染燃烧室设计方法的完善。本文在低污染燃烧室设计中的探索或能为国产燃气轮机低污染燃烧室研发提供了参考。
梅潇镭[3]（2021）在《考虑排放标准的再制造发动机环境影响评价与成本分析》文中进行了进一步梳理当前,环境污染日趋严重,资源和能源消耗巨大,各行各业都在寻求“节能减排”的有效方法。作为一种新型经济发展方式,再生资源和材料可持续利用,正在成为全球趋势。内燃机再制造工业以全生命周期理论为指引,把废旧的内燃机进行拆解、清洗、检测,按照原有新产品质量要求,通过新工艺重新加工制造、装配、试验。内燃机再制造被认为“节能减排”,但是汽车排放标准对发动机使用的限制也作用于再制造发动机。以生命周期评价（LCA）理论为指导,本文首先建立“修复型”再制造发动机LCA模型,评价了其在生命周期阶段对环境产生的影响,并研究了汽车排放标准对其使用的影响,其次考虑两种升级再制造方式,分别建立LCA模型并评价它们对环境的影响,研究其与排放标准的适应性,最后基于生命周期成本（LCC）分析方法,分析并比较“修复型”、“油改气”、“加装型”三种类型再制造发动机在生命周期的成本情况。本文首先运用生命周期评价方法,建立“修复型”再制造发动机LCA模型,评价了“修复型”再制造发动机对环境造成的影响情况,并比较了“修复型”再制造发动机在不同排放标准情景下使用对环境的影响增加量,探讨了“修复型”再制造发动机跨标准使用与排放标准的适应性。分析结果显示,在原排放标准阶段,“修复型”再制造发动机的环境影响更小,在跨排放标准阶段使用情景下,“修复型”再制造发动机对环境造成的影响更大,且排放标准阶段跨度越多,对环境产生的影响也越大。然后,针对“修复型”再制造发动机在跨排放标准阶段情景使用的弊端,考虑了两种解决方法:“油改气”再制造和“加装型”再制造。运用生命周期评价方法,建立“油改气”再制造发动机和“加装型”再制造发动机的LCA模型,评价了这两种类型再制造发动机在生命周期阶段的资源消耗和对环境造成的影响情况,并分别讨论其与排放标准的适应性以及优缺点。分析结果显示,“油改气”再制造发动机能满足排放标准要求,可跨排放标准阶段使用,对环境造成的影响减小,但技术复杂、操作难;“加装型”再制造发动机也能满足排放标准要求,可跨排放标准阶段使用,加装简便、易操作,但尾气处理装置的使用造成臭氧层损耗潜值激增,且需要不断研发更高效的后处理装置。最后,基于生命周期成本分析方法,考虑常规成本、环境成本和总成本,综合分析和比较“修复型”、“油改气”、“加装型”再制造发动机的生命周期成本。结果显示,“修复型”再制造发动机常规成本最大,环境成本最高,总成本最高;相比“修复型”再制造发动机,“加装型”再制造发动机的常规成本增加,但使用阶段的环境成本降低,总成本降低;“油改气”再制造发动机的常规成本最小,环境成本最低,总成本最小。
黄志伟[4]（2021）在《基于化学反应动力学的LNG/柴油双燃料发动机燃烧和排放特性研究》文中研究说明目前,船舶双燃料发动机因其可实现高效和低排放成为了燃用天然气的重要途径之一,但柴油/天然气双燃料发动机都是以天然气的形式供入气缸,随之带来的是复杂的LNG汽化装置和大量的冷能浪费,以及发动机充气效率低导致的发动机动力不足等缺点。为了解决这些问题,“LNG缸内液喷”的设计概念被提出,即将LNG高压直接喷入气缸中,通过引燃柴油在缸内被点燃。LNG液态喷射会立刻蒸发,缸内燃烧过程非常复杂,同时还存在预混和扩散燃烧两种燃烧方式,燃料在缸内燃烧会受到湍流、化学动力学等多种因素的影响。如果将化学反应机理模型引入到CFD中去,不仅可以更好的反映燃烧期间的化学反应过程,而且能同时兼顾实际燃烧过程中的湍流影响,并且可以对主要排放物以及中间产物进行预测。于是将包含多步化学反应的化学反应机理引入到现有的CFD中进行缸内燃烧过程数值模拟成为了现如今研究的热点,但是目前天然气机理模型在低温条件下不适用。因此,本文研究了一种适用于低温条件下的柴油/天然气双燃料燃烧机理。首先,在CHEMKIN软件中使用本文提出的新型简化策略将详细柴油机理（LLNL3.1机理）简化。在低温条件下（T<1300K）模拟天然气着火和燃烧排放情况,对天然气详细机理（基于GRI3.0机理）进行改进与优化。采用直接关系图（DRG）法、考虑误差传递的直接关系图（DRGEP）法、敏感性分析（SA）方法等简化策略交叉使用且每一种方法阈值从小到大设置的策略简化而来。然后在简化后的天然气机理中加入在低温条件下起重要作用中间产物——CH3O2、CH3O2H和氮氧化物机理模型,根据灵敏度分析结果,对天然气简化机理模型的关键动力学参数进行了优化和调整。经过滞燃期、层流火焰速度、缸内燃烧验证机理的准确性。然后合并两种简化机理,建立柴油/天然气双燃料动力学机理模型,包含了172个组分、818步基元反应。耦合AVL FIRE软件,分析研究不同LNG替代率和LNG预—主喷间隔角对发动机性能的影响。主要结论如下:（1）将柴油详细机理（LLNL3.1机理）进行简化,得到含有161种组分、682步反应的柴油简化机理。最终的柴油简化机理分别针对点火延迟实验、火焰速度实验进行了验证,结果表明简化柴油机理具有良好的预测效果。（2）研究结果表明,本文建立的低温天然气（LTNG）机理,在CHEMKIN均质定容反应器模型中能准确地预测点火滞燃期和层流火焰速度。研究结果还表明,在选取的零维发动机模拟器中,低温天然气机理在燃烧过程也可以很准确地预测影响含碳气体形成的关键自由基（O、OH）,以及气体排放物的形成。（3）由于缺少双燃料发动机的实验数据,只能针对原柴油机进行验证。将正庚烷简化机理和氮氧化物机理导入到所建立的发动机数值模型中,并根据该机型实际工况下的实测缸压曲线和氮氧化物曲线验证所建立的数值模型初始条件和边界条件的准确性以及化学反应机理耦合CFD软件的有效性。在此基础上,用FIRE软件分别耦合本文校准后的低温天然气机理和天然气简化机理5（此机理没有经过低温校准）,计算LNG在缸内燃烧温度随曲轴转角变化的情况,由此判断为校准后的简化天然气机理的确可以更加准确得预测滞燃期,为下文双燃料发动机模型的建立提供依据。（4）随着LNG替代率增加,缸内平均温度峰值呈降低的趋势,而且峰值出现呈滞后的趋势。缸内平均压力峰值呈降低的趋势。排放性能方面,随着LNG替代率的增加,NOx排放量呈减少的趋势,而且大幅低于纯柴油模式;CO的排放量呈升高的趋势;HC的排放量整体上呈显升高的趋势;SOOT的排放量呈现减少的趋势且明显低于纯柴油模式。（5）LNG缸内预-主喷射可以提高缸内混合气的形成质量,随着20%的LNG预喷量被喷入缸内,迅速蒸发后被引燃,使缸内的温度持续升高,其所形成的预混合燃烧能够使主喷射的LNG迅速被引燃,有利于燃料在缸内的燃烧。经仿真计算分析,在预主-喷间隔角为4°CA时,缸内平均温度峰值最高且高温区域范围最广,此时LNG被燃烧的更彻底。（6）随着预-主喷间隔角的增加,NOX的排放量有先增多后减少的趋势。在间隔角4°CA时,NOX的排放达到最大值,4°CA～10°CA,NOX的排放逐渐减小。氮氧化物主要分布在高温区。SOOT和CH4的排放由相同的趋势,在间隔角为6°CA时,排放值最低。随着预—主喷间隔角的增大,CO的排放量有先降低后升高的趋势,CO2排放与之相反。结合缸内燃烧排放量分析,针对该机型,最合适的预—主间隔角为4°CA～6°CA。
张敬贤[5]（2021）在《喷射策略对天然气/柴油双燃料发动机燃烧和排放的影响》文中研究指明天然气作为低碳燃料被视为能实现发动机高效洁净燃烧与降低CO2的优质替代燃料,现已广泛应用于交通运输领域,但天然气发动机小负荷工况下燃烧稳定性差、替代率无法提高的瓶颈限制了其进一步应用推广。本文主要采用数值模拟的方法,针对小负荷高替代率工况,研究不同喷射策略对双燃料发动机的影响,探索高效清洁燃烧的可能。首先,根据试验数据构建带进排气道和燃烧室的天然气进气道喷射全模型,研究柴油预喷策略、预喷耦合EGR策略的影响规律。其次,构建天然气缸内直喷模型,研究天然气射流轴线与水平方向夹角、两射流轴线方向相对夹角、天然气喷气定时、直喷/气道复合喷射比例对天然气混合过程、缸内浓度分布及着火燃烧过程的影响,在此基础上设计对比几种喷射策略。天然气进气道喷射模式下采用合适的预喷策略能优化缸内温度、压力和燃烧相位,可以使除NOx之外的排放保持在较低水平。预喷定时不变仅提高预喷油量,或者预喷油量不变仅提前预喷定时,都能加快燃烧速率,提高温度、压力。预喷结合EGR的策略使缸内燃烧速率放缓,整体燃烧后移,压力和温度均下降,降低NOx排放,但Soot、CO、CH4、HC排放会随EGR率增大而升高。该工况下,采用15%EGR率、-20℃A ATDC预喷定时、30%预喷油量占比的耦合策略,主要排放物均低于原机单次喷射。天然气缸内直喷与进气道喷射相比,在喷油时缸内天然气不均匀分布,形成的天然气-柴油-空气混合气更多,更容易达到发火界限,一定程度上改善了预混合气均匀过稀的情况,整体放热更多,缸压和放热率都呈上升趋势,排放中HC、CO下降,NOx相应上升。不同水平夹角α使缸内形成不同浓度分布。α=50和60时,燃烧室内能形成尺度较大的稳定涡旋结构,裹挟大量天然气,形成局部浓混合气区域,喷油后受到燃油射流和缸内原有涡旋的相互作用、燃油射流卷吸效应、附壁射流的流动这3者的影响,燃料混合更充分。故随着α增大,缸压逐渐升高;放热率双峰逐渐变为单峰且峰值逐渐升高;NOx排放上升,HC、CO和CH4排放降低。α=50比30,缸压高31.2%,CA50提前4度,NOx增加2.48倍,HC、CO、CH4分别降低36.1%、68.9%、39.0%。相对交角β会影响喷油后缸内混合过程,β=0和10时,形成以唇口位置为中心且浓度差较大的分层分布;β=20时,形成以凹坑为中心浓度差较小的层次分布;β=30和40时受流动作用形成大量柴油-天然气-空气混合气并在缸内大范围分布。故随着β增大,缸压逐渐升高;放热率由两个明显的峰靠拢成为单峰,放热重心提前,最大值上升;NOx排放上升,HC、CO排放下降。β=40峰值压力比β=0提高约24.8%,放热率提高1.92倍;NO排放β=30是β=0的3.45倍;β=40 HC、CO排放最低,比β=0分别降低了85.4%、80%。喷气定时由-50℃A ATDC推后到-30℃A ATDC为止,都能在燃烧室凹坑附近形成天然气的积聚,喷油时流动作用下混合较好,产生较多柴油-天然气-空气混合气,加快燃烧速率,放热率和缸压较高;SOI=-20℃A ATDC时混合不充分,柴油分布范围较小且燃烧主要在低温弱流动的压缩余隙附近进行,缸压和放热率比前者低10.4%、22.3%;推迟到-10℃A ATDC时混合时间最短,天然气在燃烧室底面和中心区域积聚,引燃柴油分布范围更小。故前3个喷气定时排放差异不大,SOI=-20℃A ATDC较前3者NOx排放降低44.4%,HC、CO、CH4排放分别上升151.2%、71.6%、150.1%。天然气采用直喷/气道复合喷射时,随着直喷比例增大,参与燃烧的天然气更多,速率加快,放热更多,故缸压、放热率及缸温逐渐上升,除NOx排放逐渐增大,其余排放逐渐降低,且HC、CH4变化幅度以直喷比例40%为节点,低于40%时降低较慢,后续加快。不同喷射策略下缸内混合和燃烧过程不同。方案2天然气进气道喷射,柴油两次提前喷射,第一次柴油喷射较早且质量较大,有充足时间形成均匀天然气-柴油-空气混合气,未达到上止点就开始大面积同时着火,燃烧呈现单峰放热,放热速率快,燃烧重心在上止点,缸温、缸压及压力升高率较大;方案4天然气缸内直喷,柴油两次喷射,第一次较早喷油,但喷气定时较晚,有效混合时间短,此外第二次喷入的燃油量少,当量比低延后了着火始点,放热总体后移。天然气进气道喷射,柴油提前多次喷射比上止点附近单次喷射,排放中NOx上升134.9%,HC降低95.2%,CO、CH4几乎为零;柴油上止点附近单次喷射,天然气缸内直喷比气道喷射,NOx升高388.5%但HC、CO、CH4分别降低90.7%、80.2%、91.2%;天然气缸内直喷、柴油两次喷射比天然气气道喷射,HC、CO、CH4排放分别降低43.5%、15.5%、65.1%;天然气采用复合喷射,与天然气缸内直喷模式相比,参与燃烧的天然气量减少,可以实现对主要排放物的平衡。
王洪悦[6]（2021）在《喷射策略和燃烧室形状对天然气发动机燃烧特性的影响研究》文中提出为满足更加严格的船用发动机二阶段法规,采用当量比+TWC的方式对于船机而言成本昂贵;稀薄燃烧作为另一实现发动机高性能低排放的措施。然而发动机采用多点喷射虽然可以降低由气门重叠角导致的甲烷逃逸,但是存在着其进气混合的均匀性差的缺点,天然气本身存在火焰传播速度慢的弱点,在采用稀薄燃烧时尤为明显。此外稀薄燃烧也会增加燃烧不稳定性,缸内混合气燃烧变差,排放恶化。为优化预混合燃烧的进气道多点喷射天然气发动机燃烧特性,实现发动机缸内天然气高效燃烧。对天然气发动机的进气过程而言,燃气喷射策略（喷射位置与方向、喷射正时、喷射规律）影响着天然气与空气混合以及进入缸内后的混合气体分布;此外缸内的气流运动对缸内混合气的分布及火焰传播也有着至关重要的作用。本研究以优化缸内混合气高效燃烧为切入点,选取发动机燃烧效果较差的中低负荷工况,采用发动机台架试验与三维数值模拟两种方法进行研究。以试验的方法探究了采用不同形状的喷管将进气混合均匀性提升以及不同的喷气规律对发动机燃烧及排放的影响;以数值模拟的方法分析及揭示喷气时刻的改变、燃烧室结构对稀薄燃烧天然气发动机燃烧特性的影响。本研究对天然气发动机实现更加高效且清洁的燃烧以及开发适用于即将实施的船用二阶段排放法规的天然气发动机燃烧系统具有重要参考价值。首先不同的喷管形状以及喷气规律的发动机台架试验结果表明:50%负荷时,采用侧壁打孔的喷管,其通过增大天然气与空气的扰动效果,提高进气混合的均匀性。λ为1.42时,缸内最大燃烧压力Pmax增加7.1%（从41.84bar至44.79bar）,滞燃期缩短2°CA,放热率峰值相对提高,混合气燃烧高效,燃烧相位提前,COVIMEP从5.37%变化至3.89%,有利于扩展稀燃极限。CH4和CO排放分别减少9.6%和8.5%。中低负荷下,采用较高的7.27bar喷气压力时,缸内燃烧效果更优。其中50%负荷时:较高的天然气喷射压力的情况,最大燃烧压Pmax增加4.8%（从48.89bar至51.36bar）,CH4和CO排放分别降低13.6%和25%。此外降低喷气压力会使得喷气脉宽扩大,考虑喷射时刻过早造成的扫气天然气逃逸以及喷气时刻过晚造成的进气道残留,这会使得低喷气压力下喷气时刻的改变范围严重受限。所以在中低负荷工况下,天然气应采用较高的喷气压力（喷气压力为7.27bar）。随后利用热流体软件CONVERGE建立发动三维仿真模型,选取合理子模型以及计算方法,确定初始及边界条件,并对模型的准确性进行了验证。选取50%负荷工况点,分析不同喷气时刻下其混合气浓度场分布在缸内的演变历程及燃烧过程。模拟结果表明,随着喷气时刻的推迟导致天然气进入缸内的时间推迟,混合气浓区逐渐向缸内上部靠近,在进气上止点后60°CA喷气时,火花塞点火时,沿着气缸轴线缸内混合气浓度场分布呈现明显的分层效果,最大燃烧压力提升至51.04bar,增加12.52%,燃烧相位提前,燃烧持续期明显缩短。最后在原机燃烧室基础上,利用CATIA设计了缩口形状燃烧室与敞口形状燃烧室进行仿真计算,保持压缩比一致并与原机对比,研究燃烧室结构改变对缸内燃烧特性的影响。模拟结果表明,对船用稀薄燃烧天然气发动机而言,从燃烧角度评价,缩口形燃烧室有更强的挤流作用,火力岸余隙内天然气减少,缸内混合气整体更加聚拢,缸内的平均湍动能整体高于原机。在压缩行程的后期其形成有利于火焰传播的滚流区,混合气燃烧快,最大燃烧压力Pmax为49.15bar（增加8.4%）,峰值相位提前3°CA,燃烧持续期缩短,缩口形燃烧室是更理想的燃烧室。敞口形燃烧室并未获得预想的合理混合气分布,且其挤流作用较弱,缸内湍动能低,混合气燃烧效果差。
张宇[7]（2020）在《基于EGR和LB的汽油机国六排放控制技术研究》文中研究说明目前国内汽车尾气污染物的浓度和排放影响范围主要介于0.3米-2米之间（进入人体的主要器官和呼吸通道的范围）,尾气污染对人类的健康和环境的损害非常严重。发动机废气再循环燃烧技术能有效提高燃烧混合气的质量分数和燃油经济性,稀薄燃烧（LB）技术能使发动机中汽油和氧气的质量百分比达到1:25,从而有效提高燃烧性能。将废气再循环燃烧技术和稀薄燃烧技术相结合,可以充分发挥两者优势,有效减少汽油发动机发生爆燃现象的机率,达到降低氮氧化合物（NOx）、一氧化碳（CO）以及碳氢化物（HC）等不完全燃烧化合物排放浓度的目的,提高汽油发动机的燃烧质量和燃烧效率。本课题的研究目标就是通过精确控制将稀薄燃烧技术与发动机废气再循环技术有机结合,为提升汽油发动机排放性能奠定技术基础。具体研究内容如下:（1）分析汽油机排放控制的研究现状和发展前景,对比几种常用汽油机尾气排放控制技术的适用场合及优缺点,进而制定出了一种方法,该方法将稀薄燃烧技术与发动机废气再循环有机结合,能够合理控制不同工况下废气再循环量。建立了以DSP（数字信号处理）处理器为控制核心的发动机电子控制系统模块,依据电子传感器采集到的工况参数,准确判别并自动调节相关EGR阀的开度,实现再循环废气量的精准调节。（2）建立汽油发动机进气系统数学模型,开展空燃比优化分析。基于发动机的进气循环状态和排放量均值,建立发动机进气系统数学模型,研究进气歧管内部的压力和温度变化规律,分析进气状态的热力学特性。使用GT-Power软件对建立的汽油机进排气系统模型的结构和参数进行模拟仿真和验证,通过结果显示,模型精度整体较佳,能够充分反映汽油发动机的排放控制性能。（3）基于粒子群控制算法对常规的PID控制器进行优化和技术改进。选取节气门的开度、发动机的转速和空燃比的数值作为发动机燃烧控制的输入量,对影响发动机运行状态和性能参数的数据输入进行了合理的约束和限制。基于MATLAB软件平台对发动机的燃烧性能进行了仿真实验,结果表明汽油发动机废气排放和油耗明显下降,验证了发动机尾气净化方案的准确性、有效性、可行性。（4）采用双怠速和稳态工况（瞬态工况）法对实验样车进行了台架试验。所选用汽油发动机排量1.8L,试验样车排放检测结果显示,基于EGR和LB技术的发动机燃烧精确控制,所测排气成分中CO（ppm）、HC（ppm）、NOx（ppm）、CO2（%）均较之前明显下降,达到了国六排放标准。
陈鸿远[8]（2020）在《LNG重卡与柴油重卡的生命周期对比研究》文中研究表明在石油能源消耗和环境污染的双重压力下,近年来我国替代能源汽车发展迅速。一些重型汽车企业在环境治超政策和柴油价格走高的背景下,纷纷开发LNG（Liquefied natural gas）重卡替代柴油重卡,但如何比较两类重卡的节能减排效果?唯有对其进行全生命周期生态效益（包括原材料消耗、能源消耗和环境排放）量化评价。因此,本文运用全生命周期评价理论与方法,构建了重卡全生命周期静态与动态评价理论模型,并以某LNG与柴油重卡为实例进行了实证对比分析,并得出可靠结论。主要研究内容为:（1）提出了LNG重卡与柴油重卡生命周期对比评价研究的总体思路。首先分析我国重卡产业现状和发展LNG重卡的必然性,指出已有天然气汽车生命周期评价上亟待解决的问题,并提出从静态和动态两个层面进行全生命周期生态效益评价的思路;（2）构建了两类重卡生态效益差异静态评价模型。首先提出评价目标及系统边界,确定功能单位及评价对象;然后建立两类重卡零部件质量差异矩阵,基于此再提出两类重卡生命周期差异清单分析模型,并进行中国本地生产清单数据分析,最后建立两类重卡生命周期影响评价模型;（3）构建了两类重卡生态效益差异动态评价模型。首先基于系统动力学理论对重卡生命周期评价系统及其内部要素之间的因果关系进行分析,并选择用于动态仿真的对生态效益影响较大的系统变量,最后建立两类重卡生态效益差异动态评价模型;（4）进行了两类重卡生态效益差异评价案例结果分析。静态评价结果表明:LNG重卡在资源耗竭、光化学烟雾和温室效应潜力方面的表现不及柴油重卡,而在酸化影响和人体毒性潜力方面则表现更优。在提高相同比例材料制备率时,钢比铝更能减少资源耗竭潜力;在两类重卡减少相同比例百公里气（油）耗时,LNG重卡较柴油重卡更能减少生命周期能耗以及资源耗竭和温室效应潜力,但是在酸化影响、人体毒性和光化学烟雾潜力方面表现较差。最后,基于评价结果及对LNG重卡生产企业的实地调研,提出我国发展LNG重卡的思路与对策建议。
胡星睿[9]（2020）在《船用天然气发动机转速控制器设计研究》文中研究说明随着国家经济的发展对发动机领域的要求也越来越高,传统的开发模式已经无法满足现代化发动机控制系统的开发需求且国内对船用天然气发动机的研究较少。因此设计开发船用发动机的电控系统和研究船用天然气发动机转速闭环控制策略具有较高的科学价值和经济价值。首先,本文以玉柴YC6K295LN-C30天然气发动机为研究对象,根据船用天然气发动机的控制需求开发与之配套的电控系统。通过Simulink环境搭建了控制系统状态机,并对搭建好的模型进行了功能性测试保证模型的可靠运行和功能的完整性。通过理论分析设计了天然气发动机转速闭环和空燃比协调控制策略,并完成了其模型的搭建。通过软件在环研究整个控制策略的可行性。其次,通过硬件在环的方式验证控制策略是否满足设计要求,控制系统功能是否满足既定目标。本文通过ETAS平台与之前设计好的硬件电路进行端口对接,完成硬件在环平台的搭建。在ETAS平台自带的LABCAR-EE实验环境的基础上设计了实时监控和标定界面。基于构建的HIL仿真平台通过复杂突变仿真试验以及转速突变仿真试验验证控制策略控制性能。最后,通过实验平台验证所提出的转速闭环控制策略效果。通过软硬件联调对发动机控制器进行功能验证。在上述工作的基础上,对玉柴YC6K295LN-C30天然气发动机进行开环标定试验得到扭矩与节气门开度、扭矩与燃气喷射质量的重要MAP。通过固定负荷变转速实验和固定转速突变负荷实验验证了本文设计的船用天然气发动机控制系统满足船用柴油机调速国标精度3的调速标准。
俞宁[10]（2019）在《面向生命周期的汽车产品生态设计综合评价研究》文中认为我国汽车产销量连续十年稳居全球第一,对汽车产品进行生态设计是实现汽车产业可持续发展的重要途径。面向生命周期开展汽车产品生态设计评价,不仅有利于选择或改进汽车产品生态设计方案,而且从源头上实现汽车产品的绿色发展意义重大。但是,目前我国的汽车产品生态设计评价主要针对汽车产品使用阶段进行,而忽略了使用前和使用后的评价;既缺少兼顾产品性能与生态影响要求的生态设计综合评价方法,更缺乏符合我国国情和汽车产品特征的定量分析技术及评价工具。本文的主要研究工作如下:（1）构建了汽车产品生态设计综合评价框架,并提出了产品生态价值的概念。从微观的角度深入剖析汽车产品生命周期过程,理清了汽车产品生态设计综合评价的研究思路,抽象与概括了整个评价过程所需要的关键技术和步骤,给出了综合评价框架模型。该模型包括了汽车产品生态成本评价模型、汽车产品性能定量评价模型以及汽车产品生态价值综合评价模型。同时,提出了“产品生态价值”概念以及评估方法。在进行汽车产品生态设计时,通过评价汽车产品生态价值,以兼顾产品性能与生态环境保护要求,从而实现以更少的生态代价获得更优的产品性能的目的。（2）建立了汽车产品生态设计综合评价方法。包括基于“三阶段”模块化的汽车产品生命周期清单分析技术,基于生态成本指数法的汽车产品影响评价技术,基于模糊层次分析法—模糊质量功能屋（FAHP-FQFD）的汽车产品性能定量评价技术,基于汽车产品生态价值的综合评价技术等关键技术方法。（3）建立了面向生命周期的汽车产品生态设计综合评价数学模型。首先,建立了汽车产品生命周期资源消耗指数计算数学模型以及汽车产品生命周期环境排放影响指数计算数学模型、汽车产品生命周期生态综合成本评价指数计算模型;然后,提出汽车产品性能评价量化方法;最后,建立了汽车产品的面向资源节约生态价值指数计算数学模型、面向环境友好生态价值指数计算数学模型以及生态价值综合指数计算数学模型。（4）开发了汽车产品生态设计综合评价软件系统“V-EVA1.0”。建立了评价软件系统的基本架构,设计了基础数据库、后台评价计算引擎以及人机界面等功能模块。该软件系统为实证研究以及评价方法推广应用提供了有力的支撑。（5）以汽车前罩为实证研究对象,应用汽车产品生态设计综合评价方法,对乘用车铝合金前罩轻量化设计方案与传统钢制前罩设计方案进行评价和对比分析。首先,深入企业进行调研,采集了汽车前罩生命周期过程的资源消耗和环境排放数据清单。其次,应用开发的综合评价软件系统“V-EVA1.0”对几种汽车前罩产品的生态价值指数进行计算和对比分析。从分析结果发现,对于汽油车而言,轻量化设计的铝合金前罩产品生态价值指数高于传统设计的钢制前罩,说明汽油车用前罩通过轻量化设计实现了用较低的生态代价获得更优的产品性能的目的。但是对于电动车而言,铝合金制前罩的生态价值指数反而比钢制前罩的要小,说明电动车用铝合金前罩轻量化设计需要改进。最后,以提高电动汽车前罩生态价值为目标,从减少前罩生态成本和提高产品性能指数等方面着手,提出了电动汽车用铝合金前罩轻量化设计的改进建议。本文提出的汽车产品生态设计综合评价方法,对促进汽车产品生态设计技术的发展有着重要作用,同时对缓解汽车产品性能和生态环境之间的设计冲突有着一定的指导意义。
二、天然气发动机的技术改进研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、天然气发动机的技术改进研究（论文提纲范文）
（1）2020年全球汽车发动机效率提升和排放控制的发展动向（上）（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 排放法规的动向 |
| 1.1 轻型车CO2排放法规或燃油耗标准 |
| 1.1.1 欧洲 |
| 1.1.2 美国 |
| 1.1.3 中国 |
| 1.1.4 韩国 |
| 1.2 轻型车有害污染物排放法规 |
| 1.2.1 欧洲 |
| 1.2.2 美国 |
| 1.2.3 其他国家 |
| 1.3 重型车温室气体排放法规 |
| 1.4 重型车有害污染物排放法规 |
| 1.4.1 美国 |
| 1.4.2 欧洲 |
| 1.4.3 中国 |
| 2 发动机技术的进展 |
| 2.1 轻型车发动机技术的进展 |
| 2.1.1 汽油机技术 |
| 2.1.2 代用燃料 |
| 2.2 重型车发动机技术的进展 |
（2）航改型燃气轮机低污染燃烧技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究内容与方法 |
| 1.2.1 研究内容 |
| 1.2.2 研究方法与技术路线 |
| 1.2.3 研究的可行性 |
| 1.3 国内外研究进展 |
| 1.3.1 概述 |
| 1.3.2 低污染燃烧的基本原理 |
| 1.3.3 燃料与空气掺混技术进展 |
| 1.3.4 国外燃气轮机低污染燃烧技术进展 |
| 1.3.5 国内燃气轮机产业及低污染燃烧技术现状 |
| 1.4 国内外研究总结 |
| 1.5 本文的内容组织 |
| 第2章 单元预混喷嘴的燃烧实验研究 |
| 2.1 实验概述 |
| 2.2 常压模化实验设置 |
| 2.2.1 单元预混喷嘴 |
| 2.2.2 单元预混喷嘴常压燃烧实验台 |
| 2.2.3 实验工况 |
| 2.2.4 实验内容与流程 |
| 2.3 火焰结构的变化 |
| 2.3.1 扩散预混切换过程的火焰变化 |
| 2.3.2 空气流速对火焰结构的影响 |
| 2.3.3 当量比对预混火焰的影响 |
| 2.3.4 空气温度对火焰的影响 |
| 2.4 高光谱测量的初步结果 |
| 2.5 NOx和CO排放 |
| 2.5.1 燃料喷射方案对污染排放的影响 |
| 2.5.2 空气流速和温度对排放的影响 |
| 2.5.3 扩散燃料比例对排放的影响 |
| 2.6 燃烧振荡 |
| 2.7 熄火边界 |
| 2.7.1 熄火过程 |
| 2.7.2 熄火边界 |
| 2.8 回火工况 |
| 2.8.1 回火过程 |
| 2.8.2 抑制回火的改进措施 |
| 2.9 本章小结 |
| 第3章 单元预混喷嘴的数值模拟研究 |
| 3.1 数值方法概述 |
| 3.2 燃料与空气掺混 |
| 3.2.1 计算方法 |
| 3.2.2 计算结果分析 |
| 3.3 单元喷嘴燃烧场 |
| 3.3.1 数值计算方法 |
| 3.3.2 计算结果分析 |
| 3.4 单元喷嘴污染物生成 |
| 3.4.1 模型和方法 |
| 3.4.2 参数设置 |
| 3.4.3 计算结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 典型多喷嘴燃烧室的燃烧实验研究 |
| 4.1 多喷嘴燃烧室实验概述 |
| 4.2 多喷嘴燃烧室实验件 |
| 4.2.1 实验件结构 |
| 4.2.2 燃烧控制策略 |
| 4.2.3 实验工况 |
| 4.3 多喷嘴燃烧室常压模化实验系统 |
| 4.4 实验结果与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 航改型燃气轮机低污染燃烧室设计方法探讨 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 低污染燃烧室设计中的关键问题 |
| 5.2.1 单元预混喷嘴 |
| 5.2.2 喷嘴的组合与缩放 |
| 5.3 低污染燃烧室设计流程的探讨 |
| 5.4 设计方法在工程中的应用 |
| 5.4.1 某E级燃气轮机低污染燃烧室的设计 |
| 5.4.2 某10MW级航改型燃气轮机低污染燃烧室的设计 |
| 5.4.3 某5MW级回热循环航改型燃气轮机低污染燃烧室的设计 |
| 5.4.4 某16MW级航改型燃气轮机低污染燃烧室的设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）考虑排放标准的再制造发动机环境影响评价与成本分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外再制造发动机产业现状 |
| 1.3 汽车发动机LCA-LCC研究现状 |
| 1.3.1 发动机LCA相关研究现状 |
| 1.3.2 汽车LCC相关研究进展 |
| 1.4 汽车排放标准及发动机后处理装置研究现状 |
| 1.4.1 汽车排放标准与柴油机关系 |
| 1.4.2 发动机后处理装置研究现状 |
| 1.5 本课题的主要内容 |
| 2 研究方法 |
| 2.1 产品环境影响评价方法 |
| 2.1.1 LCA方法 |
| 2.1.2 清单分析方法 |
| 2.1.3 影响评价方法 |
| 2.1.4 数据库及基础数据 |
| 2.2 产品成本分析方法 |
| 2.2.1 LCC方法 |
| 2.2.2 LCC成本分类 |
| 2.3 LCA-LCC成本计算模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 “修复型”再制造发动机的生命周期评价 |
| 3.1 “修复型”再制造发动机清单分析 |
| 3.2 “修复型”再制造发动机环境影响评价 |
| 3.3 排放标准适应性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 升级再制造发动机的生命周期评价 |
| 4.1 “油改气”再制造发动机生命周期评价 |
| 4.1.1 “油改气”再制造发动机清单分析 |
| 4.1.2 油改气”再制造发动机环境影响评价 |
| 4.1.3 环境影响比较 |
| 4.2 “加装型”再制造发动机生命周期评价 |
| 4.2.1 “加装型”再制造发动机清单分析 |
| 4.2.2 “加装型”再制造发动机2 影响评价 |
| 4.2.3 环境影响比较 |
| 4.3 排放标准适应性分析 |
| 4.3.1 “油改气”再制造 |
| 4.3.2 “加装型”再制造 |
| 4.3.3 优缺点分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 再制造发动机成本分析 |
| 5.1 “修复型”再制造发动机成本分析 |
| 5.2 “油改气”再制造发动机成本分析 |
| 5.3 “加装型”再制造发动机成本分析 |
| 5.4 成本比较与讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 特色及创新点 |
| 6.3 建议 |
| 参考文献 |
| 附表一 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
（4）基于化学反应动力学的LNG/柴油双燃料发动机燃烧和排放特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abrtract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 船用微引燃双燃料发动机发展现状 |
| 1.2.1 船用双燃料发动机介绍 |
| 1.2.2 双燃料发动机先进燃烧技术研究 |
| 1.3 缸内液喷天然气发动机研究现状 |
| 1.3.1 LNG缸内液喷发动机的提出 |
| 1.3.2 LNG缸内液喷发动机国内外研究现状 |
| 1.4 双燃料发动机化学反应机理研究现状 |
| 1.4.1 化学反应机理的简化方法介绍 |
| 1.4.2 简化双燃料燃烧机理研究现状 |
| 1.5 课题的意义和主要内容 |
| 第2章 发动机数值计算和量化方法研究 |
| 2.1 流体分析软件FIRE简介 |
| 2.2 流体运动控制方程 |
| 2.2.1 基本控制方程组 |
| 2.2.2 湍流模型 |
| 2.3 数值计算模型 |
| 2.3.1 喷射模型 |
| 2.3.2 气相反应模块 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 柴油/天然气简化机理的构建 |
| 3.1 机理简化的方法 |
| 3.2 简化机理的建立 |
| 3.2.1 柴油机理(LLNL3.1)简化 |
| 3.2.2 天然气机理(GRI3.0)简化及优化 |
| 3.3 简化机理的适用性验证 |
| 3.3.1 滞燃期验证 |
| 3.3.2 层流火焰速度验证 |
| 3.3.3 一维缸内燃烧验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 柴油/LNG缸内液喷模型的建立与验证 |
| 4.1 模型建立 |
| 4.2 模型验证 |
| 4.3 缸内燃烧过程多物理场分析 |
| 4.4 排放性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 双燃料发动机燃烧过程仿真及分析 |
| 5.1 LNG替代率对缸内燃烧的影响 |
| 5.1.1 LNG替代率对缸内温度的影响 |
| 5.1.2 LNG替代率对缸内压力的影响 |
| 5.2 LNG替代率对排放的影响 |
| 5.3 LNG极限替代率 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 双燃料发动机多喷策略研究 |
| 6.1 计算方案的确定 |
| 6.2 不同喷射间隔角对缸内燃烧的影响 |
| 6.2.1 预—主喷间隔对缸内温度的影响 |
| 6.3 预—主喷间隔对排放的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 全文总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（5）喷射策略对天然气/柴油双燃料发动机燃烧和排放的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 天然气发动机研究现状 |
| 1.3 直喷模型研究现状 |
| 1.3.1 气体射流模型研究现状 |
| 1.3.2 液体燃料喷雾过程模拟研究 |
| 1.3.3 气体直喷混合过程模拟研究 |
| 1.4 论文主要研究内容及意义 |
| 1.5 本课题创新点 |
| 第二章 数值模拟计算理论基础及物理模型介绍 |
| 2.1 CONVERGE软件介绍 |
| 2.2 流体运动控制方程 |
| 2.2.1 质量守恒方程 |
| 2.2.2 动量守恒方程 |
| 2.2.3 能量守恒方程 |
| 2.2.4 状态方程 |
| 2.2.5 物质输运方程 |
| 2.3 物理模型 |
| 2.3.1 湍流模型 |
| 2.3.2 喷射模型 |
| 2.3.3 燃烧模型 |
| 2.3.4 排放模型 |
| 2.4 数值模拟求解方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 双燃料发动机数值模拟平台的构建和验证 |
| 3.1 含气道的全模型构建及验证 |
| 3.1.1 试验发动机及试验台架 |
| 3.1.2 网格模型构建 |
| 3.1.3 模型设置 |
| 3.1.4 模型验证 |
| 3.2 柴油喷雾模型标定 |
| 3.3 射流模型标定 |
| 3.3.1 气体自由射流验证 |
| 3.3.2 气体射流撞壁验证 |
| 3.4 缸内直喷模型构建及验证 |
| 3.4.1 模型构建及设置 |
| 3.4.2 直喷模型进气道模式验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 预喷耦合EGR策略对双燃料发动机燃烧和排放的影响 |
| 4.1 预喷策略对双燃料发动机燃烧和排放的影响 |
| 4.1.1 预喷策略对燃烧特性的影响 |
| 4.1.2 预喷策略对排放特性的影响 |
| 4.2 预喷耦合EGR策略对双燃料发动机燃烧和排放的影响 |
| 4.2.1 模拟参数及方案 |
| 4.2.2 预喷策略耦合EGR对燃烧特性的影响 |
| 4.2.3 预喷策略耦合EGR对排放特性影响 |
| 4.3 本章小节 |
| 第五章 射流角度对双燃料发动机燃烧和排放的影响 |
| 5.1 模拟参数及对应方案 |
| 5.2 天然气射流水平夹角对燃烧和排放的影响 |
| 5.2.1 水平夹角对天然气混合过程的影响 |
| 5.2.2 水平夹角对喷油后混合和燃烧过程的影响 |
| 5.2.3 水平夹角对燃烧和排放的影响 |
| 5.3 相对交角对燃烧和排放的影响 |
| 5.3.1 相对交角对喷油后缸内混合和燃烧过程的影响 |
| 5.3.2 相对交角对燃烧和排放的影响 |
| 5.4 本章小节 |
| 第六章 喷射策略对双燃料发动机燃烧和排放的影响 |
| 6.1 天然气喷气定时对双燃料发动机燃烧和排放的影响 |
| 6.1.1 模拟参数及对应方案 |
| 6.1.2 喷气定时对天然气混合过程的影响 |
| 6.1.3 喷气定时对喷油后混合和燃烧过程的影响 |
| 6.1.4 喷气定时对燃烧和排放的影响 |
| 6.2 天然气直喷/进气道喷射比例对双燃料发动机燃烧和排放的影响 |
| 6.2.1 模拟参数及对应方案 |
| 6.2.2 直喷/进气道喷射比例对混合和燃烧过程的影响 |
| 6.2.3 直喷/进气道喷射比例对燃烧和排放的影响 |
| 6.3 喷射策略对双燃料发动机燃烧和排放的影响 |
| 6.3.1 模拟参数及对应方案 |
| 6.3.2 喷射策略对天然气混合过程的影响 |
| 6.3.3 喷射策略对燃烧过程的影响 |
| 6.3.4 喷射策略对燃烧和排放的影响 |
| 6.4 本章小节 |
| 第七章 全文总结与工作展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 A 攻读学位期间发表论文目录 |
| 附录 B 参与项目情况 |
（6）喷射策略和燃烧室形状对天然气发动机燃烧特性的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 能源与环境问题 |
| 1.1.2 天然气燃料特性概述 |
| 1.2 天然气发动机的分类及特点 |
| 1.3 天然气发动机稀薄燃烧技术 |
| 1.4 点燃式天然气发动机燃烧特性优化相关研究现状 |
| 1.4.1 缸内混合气的分布状态国内外研究现状 |
| 1.4.2 缸内气流运动状态优化国内外研究现状 |
| 1.5 本文研究意义及主要内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第2章 喷射策略对天然气发动机燃烧与排放的影响 |
| 2.1 发动机试验台总述 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.3 天然气喷射方向及位置对发动机的影响 |
| 2.3.1 天然气喷射方向及位置对发动机燃烧的影响 |
| 2.3.2 天然气喷射方向及位置对发动机排放的影响 |
| 2.4 天然气喷射压力及持续期对发动机的影响 |
| 2.4.1 天然气喷射压力及持续期对发动机燃烧的影响 |
| 2.4.2 天然气喷射压力及持续期对发动机排放的影响 |
| 2.5 本章小节 |
| 第3章 喷气时刻对天然气发动机燃烧特性的影响 |
| 3.1 基于CONVERGE的发动机三维仿真模型建立 |
| 3.1.1 CONVERGE软件介绍 |
| 3.1.2 发动机三维几何模型的建立及边界划分 |
| 3.1.3 控制方程与数值模拟方法 |
| 3.1.4 仿真计算子模型选择及其原理 |
| 3.1.5 网格控制策略 |
| 3.1.6 初始及边界条件 |
| 3.1.7 模型验证 |
| 3.2 计算方案 |
| 3.3 宏观结果分析 |
| 3.4 缸内混合气浓度场分布对比分析 |
| 3.5 缸内燃烧过程对比分析 |
| 3.6 本章小节 |
| 第4章 燃烧室形状对天然气发动机燃烧特性的影响 |
| 4.1 燃烧室设计思路与方案实施 |
| 4.2 缩口形燃烧室缸内流动燃烧特性分析 |
| 4.2.1 宏观特性分析 |
| 4.2.2 缸内混合气浓度场分布、气流运动及燃烧过程微观分析 |
| 4.3 敞口形燃烧室缸内燃烧特性分析 |
| 4.3.1 宏观特性分析 |
| 4.3.2 缸内混合气浓度场分布、气流运动及燃烧过程微观分析 |
| 4.4 本章小节 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）基于EGR和LB的汽油机国六排放控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 汽油机尾气排放研究现状 |
| 1.2.1 发动机均质压燃技术(HCCI) |
| 1.2.2 稀燃汽油机技术(LB,Lean Burn) |
| 1.2.3 三元催化转换器 |
| 1.2.4 混合燃料燃烧技术 |
| 1.2.5 废气再循环(EGR) |
| 1.2.6 其他后处理方法 |
| 1.3 本课题的内容 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 主要内容 |
| 第2章 废气再循环(EGR)的排放控制 |
| 2.1 废气再循环(EGR)的控制管理方法概述 |
| 2.1.1 EGR系统原理 |
| 2.1.2 EGR系统分类 |
| 2.1.3 EGR对发动机实际应用中性能的影响 |
| 2.1.4 EGR的控制策略 |
| 2.2 EGR技术的优越性 |
| 2.3 EGR率的实现 |
| 2.4 EGR系统的控制方式 |
| 2.5 EGR阀的选择 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 废气再循环与稀薄燃烧(EGR+LB)的控制策略 |
| 3.1 废气再循环气体流量模型 |
| 3.2 进气歧管压力模型 |
| 3.3 进气歧管温度模型 |
| 3.4 模型仿真验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 复合式PID粒子群控制算法 |
| 4.1 闭环EGR控制系统 |
| 4.2 粒子群优化算法 |
| 4.2.1 PSO算法数学描述 |
| 4.2.2 粒子群算法基本流程 |
| 4.3 控制模型的建立 |
| 4.3.1 常规PID控制算法的原理及局限性 |
| 4.3.2 基于粒子群算法的PID控制器 |
| 4.4 实验验证 |
| 4.4.1 准备工作 |
| 4.4.2 检测操作步骤 |
| 4.4.3 实验结果 |
| 第5章 全文总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术成果 |
| 致谢 |
（8）LNG重卡与柴油重卡的生命周期对比研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 文献综述 |
| 1.2.1 生命周期评价理论概述 |
| 1.2.2 汽车全生命周期评价研究现状 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 两类重卡生态效益差异静态评价模型 |
| 2.1 评价目标与系统边界 |
| 2.2 两类重卡生命周期差异清单分析模型 |
| 2.2.1 零部件材料质量差异矩阵 |
| 2.2.2 原材料消耗差异模型 |
| 2.2.3 能源消耗差异模型 |
| 2.2.4 环境排放差异模型 |
| 2.3 清单数据分析 |
| 2.4 两类重卡生命周期影响评价模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 两类重卡生态效益差异动态评价模型 |
| 3.1 动态评价基本理论 |
| 3.1.1 系统动力学基本理论 |
| 3.1.2 系统动力学基本步骤 |
| 3.2 动态评价模型结构分析 |
| 3.2.1 系统分析 |
| 3.2.2 因果关系分析 |
| 3.3 动态评价模型构建 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 两类重卡生态效益差异评价案例 |
| 4.1 生命周期清单分析结果 |
| 4.1.1 原材料消耗差异 |
| 4.1.2 能源消耗差异 |
| 4.1.3 环境排放差异 |
| 4.2 生命周期影响评价结果 |
| 4.3 生态效益差异动态评价结果 |
| 4.3.1 清单分析动态评价结果 |
| 4.3.2 影响评价动态评价结果 |
| 4.4 对我国LNG重卡产业发展建议 |
| 4.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 1.主要研究结论与创新点 |
| 2.进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的学术成果 |
（9）船用天然气发动机转速控制器设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景和意义 |
| 1.2 国内外的研究现状 |
| 1.2.1 天然气发动机的简介 |
| 1.2.2 国内外天然气发动机电控技术的发展现状 |
| 1.3 本文的主要研究工作和方法 |
| 1.3.1 课题的提出 |
| 1.3.2 本文的主要研究工作 |
| 第2章 船用天然气发动机控制系统平台设计 |
| 2.1 船用天然气发动机主要执行器和传感器的介绍 |
| 2.1.1 电磁喷射阀 |
| 2.1.2 点火系统 |
| 2.1.3 电子节气门 |
| 2.1.4 转速传感器 |
| 2.2 船用天然气发动机控制器硬件电路计 |
| 2.2.1 电磁喷射阀驱动电路设计 |
| 2.2.2 点火系统驱动电路设计 |
| 2.2.3 电子节气门硬件电路设计 |
| 2.2.4 正时处理电路设计 |
| 2.3 船用天然气发动机控制器基础软件设计 |
| 2.3.1 电磁喷射阀驱动程序 |
| 2.3.2 点火系统驱动程序 |
| 2.3.3 电子节气门闭环控制程序 |
| 2.3.4 正时处理程序 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于模型的整机控制策略开发 |
| 3.1 船用天然气发动机转速闭环控制分析 |
| 3.2 空燃比控制分析 |
| 3.3 船用天然气发动机整机控制策略开发 |
| 3.3.1 控制系统状态机设计 |
| 3.3.2 基于模型状态机的测试 |
| 3.3.3 启动工况转速控制分析 |
| 3.3.4 闭环调速工况控制策略分析 |
| 3.3.5 控制策略的建模与仿真验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 控制策略的HIL验证 |
| 4.1 HIL平台的介绍与模型的连接 |
| 4.2 HIL系统的硬件配置与使用 |
| 4.2.1 硬件配置 |
| 4.2.2 发动机正时 |
| 4.2.3 实时的监控和标定 |
| 4.3 控制策略的验证 |
| 4.3.1 固定负载突变转速 |
| 4.3.2 固定转速突加突卸负荷 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 船用天然气发动机的试验验证 |
| 5.1 船用天然气发动机实验台架的介绍 |
| 5.1.1 船用天然气发动机基本参数 |
| 5.1.2 控制系统及台架搭建 |
| 5.1.3 实验仪器介绍 |
| 5.2 船用天然气发动机控制器功能验证 |
| 5.2.1 电磁喷射阀驱动验证 |
| 5.2.2 点火系统驱动验证 |
| 5.2.3 电子节气门驱动验证 |
| 5.2.4 正时处理模块验证 |
| 5.3 船用天然气发动机开环标定实验 |
| 5.4 船用天然气发动机转速闭环控制策略实验验证 |
| 5.4.1 固定负载突变转速 |
| 5.4.2 固定转速突加突卸负荷 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文以及取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）面向生命周期的汽车产品生态设计综合评价研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 生态文明建设是我国经济社会可持续发展的要求 |
| 1.1.2 汽车数量剧增对生态环境造成严重影响 |
| 1.1.3 开展生态设计是实现汽车产业可持续发展的重要途径 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状及趋势 |
| 1.3.1 汽车产品生态设计综述 |
| 1.3.2 汽车产品生态设计评价指标体系研究 |
| 1.3.3 汽车产品生态设计评价方法研究 |
| 1.3.4 汽车产品生态设计评价软件及数据库研究 |
| 1.3.5 目前研究存在的不足 |
| 1.4 拟解决的主要问题 |
| 1.5 研究目标 |
| 1.6 主要研究内容和论文结构 |
| 1.6.1 主要内容 |
| 1.6.2 论文结构 |
| 1.7 本章小结 |
| 第2章 汽车产品生态设计综合评价框架及关键技术 |
| 2.1 汽车产品生态设计综合评价框架 |
| 2.1.1 框架模型的构建 |
| 2.1.2 框架模型的组成 |
| 2.2 关键技术 |
| 2.2.1 基于“三阶段”模块化的汽车产品清单分析技术 |
| 2.2.2 基于生态成本指数法的汽车产品影响评价技术 |
| 2.2.3 基于FAHP-FQFD的汽车产品性能定量评价技术 |
| 2.2.4 基于汽车产品生态价值的综合评价技术 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 汽车产品生态设计综合评价数学模型 |
| 3.1 汽车产品资源耗竭成本指数计算数学模型 |
| 3.1.1 可再生资源消耗量计算 |
| 3.1.2 不可再生资源消耗量计算 |
| 3.1.3 资源耗竭成本评价指数计算 |
| 3.2 汽车产品环境排放影响成本指数计算数学模型 |
| 3.2.1 环境排放量计算 |
| 3.2.2 环境排放影响成本指数计算 |
| 3.3 汽车产品生态综合成本指数计算数学模型 |
| 3.3.1 基于模糊熵权法的权重确定 |
| 3.3.2 生态综合成本指数计算 |
| 3.4 汽车产品性能指数计算数学模型 |
| 3.4.1 基于FAHP的产品性能权重确定 |
| 3.4.2 基于语义分析—概率综合系数法的权重修正 |
| 3.4.3 基于模糊质量功能展开的产品性能指数计算 |
| 3.5 基于生态价值的汽车产品生态综合评价计算数学模型 |
| 3.5.1 面向资源节约的汽车产品生态价值指数计算 |
| 3.5.2 面向环境友好的汽车产品生态价值指数计算 |
| 3.5.3 汽车产品生态价值综合指数计算 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 汽车产品生态设计综合评价软件系统 |
| 4.1 评价软件系统功能需求分析 |
| 4.1.1 用户基本功能 |
| 4.1.2 数据录入功能 |
| 4.1.3 数据计算和保存功能 |
| 4.1.4 显示功能 |
| 4.1.5 其他辅助功能 |
| 4.2 评价软件系统的结构与流程图 |
| 4.2.1 系统的结构 |
| 4.2.2 软件系统流程图 |
| 4.3 评价软件系统主要功能模块 |
| 4.3.1 评价计算引擎模块 |
| 4.3.2 清单数据及基础数据库模块 |
| 4.3.3 人机界面模块 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 汽车前罩轻量化设计综合评价实证研究 |
| 5.1 研究对象分析 |
| 5.1.1 汽车前罩的结构组成 |
| 5.1.2 汽车前罩的轻量化 |
| 5.2 评价目标与范围 |
| 5.2.1 评价目标 |
| 5.2.2 评价范围 |
| 5.3 汽车前罩清单分析 |
| 5.3.1 材料用不可再生资源消耗数据 |
| 5.3.2 能源用不可再生资源消耗数据 |
| 5.3.3 直接环境排放量数据 |
| 5.4 汽车前罩生态成本指数计算 |
| 5.4.1 汽车前罩资源消耗量计算 |
| 5.4.2 汽车前罩环境排放量计算 |
| 5.4.3 生态成本指数计算 |
| 5.5 汽车前罩性能指数计算 |
| 5.5.1 建立汽车前罩性能需求层次结构模型 |
| 5.5.2 确定顾客需求权重 |
| 5.5.3 基于模糊质量屋的产品性能指数计算 |
| 5.6 汽车产品前罩生态价值评价 |
| 5.6.1 面向资源节约的产品生态价值指数 |
| 5.6.2 面向环境友好的生态价值指数 |
| 5.6.3 生态价值综合指数 |
| 5.7 敏感性分析 |
| 5.7.1 主要材料质量变化敏感性分析 |
| 5.7.2 回收率变化的敏感性分析 |
| 5.8 对汽车前罩生态设计改进建议 |
| 5.8.1 减少资源耗竭成本指数的技术改进方法 |
| 5.8.2 减少环境排放影响成本指数的技术改进方法 |
| 5.8.3 提高产品性能指数的技术改进方法 |
| 5.9 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读学位期间研究成果清单 |
| 附录B 综合评价软件系统计算模块MATLAB程序 |
| 致谢 |
四、天然气发动机的技术改进研究（论文参考文献）
- [1]2020年全球汽车发动机效率提升和排放控制的发展动向（上）[J]. A.JOSHI,朱炳全. 汽车与新动力, 2021(05)
- [2]航改型燃气轮机低污染燃烧技术研究[D]. 赵玮杰. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021(02)
- [3]考虑排放标准的再制造发动机环境影响评价与成本分析[D]. 梅潇镭. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]基于化学反应动力学的LNG/柴油双燃料发动机燃烧和排放特性研究[D]. 黄志伟. 江苏科技大学, 2021
- [5]喷射策略对天然气/柴油双燃料发动机燃烧和排放的影响[D]. 张敬贤. 昆明理工大学, 2021(01)
- [6]喷射策略和燃烧室形状对天然气发动机燃烧特性的影响研究[D]. 王洪悦. 哈尔滨工程大学, 2021
- [7]基于EGR和LB的汽油机国六排放控制技术研究[D]. 张宇. 安徽工程大学, 2020(04)
- [8]LNG重卡与柴油重卡的生命周期对比研究[D]. 陈鸿远. 湖南大学, 2020(08)
- [9]船用天然气发动机转速控制器设计研究[D]. 胡星睿. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [10]面向生命周期的汽车产品生态设计综合评价研究[D]. 俞宁. 湖南大学, 2019