赵侃[1]2003年在《汽车液体CNG加热器的研究与开发》文中研究说明随着汽车环保法规的日趋严格和全球石油资源储量的日益减少，世界各国都在积极开展汽车新能源的研究与开发，以减轻大气污染和对石油资源的依赖。其中，发展天然气汽车(NGV)就是解决以上问题的有效途径之一。我国已经成立了“国家清洁燃料汽车领导小组”，大力推广燃气汽车，计划到2005年，全国燃气汽车保有量将达50万辆。 汽车燃油加热器是冬季客车采暖的主要设备之一。自问世以来，国产燃油加热器都是以柴油或煤油作为燃料。随着我国燃气汽车保有量的增加，开发与之相配套的天然气(NG)加热器就成为了必然。采用天然气作为加热器的燃料，不但可以与燃气汽车相配套，而且还解决了现有燃油加热器使用中存在的对环境污染较大的缺陷，增加了汽车加热器的新机型，满足了客车技术发展的需要。 本课题以北京京威汽车设备有限公司生产的YJ—Q27.9／2X型汽车液体燃油加热器为研究对象，采用理论与试验相结合的研究方法，在尽量少改动原机型结构的基础上实现了燃烧天然气的功能。其特点是：以燃气喷头替代原机燃油雾化装置；以燃气流量控制阀控制燃气的供给；燃气的供给与助燃空气的供给相分离；通过改变主电机的电压，调整空气的供给量，使燃烧更加充分完全，并进一步提高了热效率，降低了燃料消耗；工艺简单，对原机型改动较小；样机的加热功率不小于原机型水平；此外，由于主电机电压的降低，使样机的整机噪声比原机大大下降。样机试验证明本研究所采用的设计方案和控制方案合理、安全，若进一步产品化和推广使用，将大大改善国产汽车加热器的性能，提高整机的环保性、经济性、安全性和可靠性，从而提高国产客车的整车技术水平。 通过本课题研究，基本解决了现有燃油加热器改型燃气加热器的理论和技术问题，对生产企业的产品更新换代具有重要的参考价值。
冯还红[2]2005年在《汽车DIESEL-CNG双燃料液体加热器的研究与开发》文中研究表明目前,国内外广泛使用的汽车独立式采暖设备是以柴油或煤油为燃料,以液体水或空气为传热介质的汽车燃油液体或空气加热器。这些加热器的缺点是消耗日益枯竭的石油资源且排放差,尤其是对城市环境造成污染。近年新出现的气体燃料加热器虽然清洁、环保,但燃料能量密度小,储气瓶占用空间较大,只适合在燃气汽车上安装,使用时会影响整车续驶里程等性能。 由于国产CNG发动机技术尚不成熟,大部分清洁燃料汽车发动机仍然采用Diesel—CNG混合燃烧。为消除双燃料汽车使用单一燃油加热器工作时带来的对城市环境污染,以及使用单一燃气加热器使整车续驶里程性能变差等不良影响,采用汽车DIESEL—CNG双燃料加热器已成为这类车型采暖技术的发展趋势并有着广阔的市场空间和发展前景。 本课题研究主要采用了理论和试验相结合以及对比研究的方法。通过对比YJP-Q30/2X和YJ—Q27.9/2X液体加热器的结构、工艺和使用性能,确定YJP—Q30/2X液体加热器为本次研究和开发的对象。在保留原机适合使用燃油功能的部件基础上,以燃烧理论、传热与热交换学以及空气动力学等理论为指导,完成了DIESEL-CNG双燃料燃烧器的开发。为了满足DIESEL—CNG液体加热器的使用要求,本课题还研究了双燃料供给系统、点火系统和控制系统与安全措施,使加热器实现了能够根据工作需要选择以柴油或压缩天然气为燃料,且工作相互独立,互不影响。试验证明,本课题所开发的DIESEL-CNG双燃料液体加热器样机达到了预期的设计目标,其加热、排放和噪声性能不仅与原机相当,而且满足了相关标准和法规的要求。 本课题的研究基本解决了汽车双燃料液体加热器的设计和开发的理论与技术问题,完善了加热器的加热、排放和噪声性能试验方法,提出了独立式汽车加热器排放和噪声性能的新型评价方法。这些成果必将对促进我国汽车加热器的技术进步起到积极的作用。
赵重文, 方志刚, 郭金刚[3]2004年在《一种新型车用加热器——CNG液体加热器》文中认为介绍了一种新型车用加热器——CNG液体加热器。简单阐明了该型加热的结构特点、性能特点及与其他加热器的对比,最后指出该型加热器具有广阔的应用前景。
郭金刚, 赵重文, 方志刚[4]2005年在《车用CNG液体加热器的研发》文中进行了进一步梳理介绍长安大学和北京京威汽车设备有限公司联合研制的一种新型车用加热器———压缩天然气(CNG)液体加热器。简要阐明该型加热器的结构、性能特点,并与其它加热器进行对比,展望其广阔的应用前景。
汪贵平, 龚贤武, 申福林, 李登峰[5]2006年在《汽车压缩天然气液体加热器控制仪的研制》文中认为在系统分析以天然气为能源的汽车液体加热器工作过程的基础上,提出了汽车压缩天然气(CNG)液体加热器控制仪的主要功能和技术指标。采用具有ARM7内核的LPC2119嵌入式控制器作为控制仪的控制核心,运用模糊控制方法自动调节汽车厢体温度,同时对车厢温度、出水温度、气体泄漏、火焰状况和电源电压等参数进行监测。介绍了控制仪的工作原理、硬件构成和系统软件设计。样机试验表明:控制仪控制下的加热器运行稳定可靠,整机性价比高,排放低,与原机相比,运行费用降低约45%。
龚贤武[6]2004年在《汽车液体（CNG）加热控制器的应用研究》文中指出汽车液体加热器是客车冬季取暖的主要设备之一，随着我国燃气汽车保有量的增加，开发与之相配套的天然气(CNG)加热器就成为了必然。本文正是针对这种新型液体(CNG)加热器，通过借鉴国内外液体加热控制器的设计，提出了加热器的控制方案，开发了基于单片机的智能控制器。 在分析客车采暖系统的基础上，针对车厢温度控制对象难以建立精确的数学模型，控制特性复杂的特点，确定了采用模糊控制进行温度控制的方案。通过数字仿真表明：该方法对温度对象的控制具有超调小，调节时间短，鲁棒性好的优点。因此适用于车厢温度控制。 最后完成了系统硬件设计和软件编程，并进行了试验。样机试验表明，加热器运行稳定可靠。配有此控制器的新型液体(CNG)加热器将是一套能独立运行，自动进行车厢温度控制，适用于环保型天然气客车的采暖系统。
刘冬[7]2006年在《QC/T《汽车燃气加热器》标准的研究与制定》文中提出汽车燃气加热器是以车用燃气为燃料的车载独立燃烧式加热设备，主要用于燃气客运车辆的采暖、除霜(雾)和发动机预热等。汽车燃气加热器以车用燃气为燃料，不仅可以与燃气汽车的动力能源相匹配，而且还可以解决现有燃油加热器使用时对环境污染较大的问题，进而满足燃气客车发展的需求。为此，国内部分汽车加热器生产厂家已开始研发此类产品，其中长安大学与北京京威汽车设备有限公司联合研究开发的车用燃气加热器已投入小批量生产。 汽车燃气加热器为安全性产品，产品质量直接关系到乘员的乘坐舒适性和财产的安全，而其工作性能则直接决定了车辆的采暖效果及车室内各种环境因素。为规范行业生产和严格产品监督，经全国汽车标准化委员会和国家发展和改革委员会授权，长安大学和北京京威汽车设备有限公司联合承担了制定行业标准QC／T《汽车燃气加热器》项目。该标准全面规定了以车用天然气或液化石油气为燃料的汽车燃气加热器的术语和定义、分类及型号表示方法、技术要求、试验方法、检测规则、产品标识和包装等内容，是燃气加热器生产厂家在产品设计、制造、测试时确保产品质量以及国家技术监督部门进行质量监督必不可少的指导性标准规范。 本论文主要分析了国内外汽车燃气加热器及相应标准的发展现状，研究了国内外同类标准的内容、范围、主要技术条款和制定依据，并从燃气特性入手，利用燃烧理论分析了燃气燃烧特性和燃烧器的设计思路，论述了该标准的制定依据及制定过程，解释了标准中主要技术要求及相应测试方法，最后通过样机试验验证了标准中技术指标及测试方法的科学性及适用性。
李娜[8]2013年在《重型车用增压中冷稀燃LNG发动机性能研究》文中研究指明环境问题和能源危机是当今世界人类所面临的两大问题,节能和减排是科研工作者水恒不变的主题和责任。进入21世纪后,中国经济高速发展,每年以两位数左右的GDP增长速度稳居世界首位,但中国经济目前的主要发展模式是以高耗能的建筑、冶金、交通等行业带动其它行业的发展,带来严重的环境污染和巨大的能源消耗。大面积的雾霾天气和过高的对外石油依存度成为困扰中国政府的两大问题。为了降低排放并提高能源多元化,汽车燃用代用燃料成为必然选择。天然气因具有良好的排放性和可获得性成为车辆的主要代用燃料。液化天然气(Liquefied natural gas, LNG)和压缩天然气(Compressed natural gas, CNG)相比因具有能量密度大、续航里程长等优点,成为重卡天然气发动机的首选燃料。本文以WP10NGE40单一燃料增压中冷、稀燃天然气发动机为对象,对LNG发动机的进气混合系统、燃烧系统、燃料供给系统、发动机性能及汽车燃气加热器和LNG发动机的联合运行进行了较为系统的数值模拟和试验研究,开发出性能良好的重型车用稀燃LNG发动机。本文建立了直管式和十字叉式两种混合器不同结构参数的六种模型,模拟了天然气和空气的混合过程,分析了混合孔直径、混合孔分布位置等参数对混合均匀性的影响。计算结果表明：十字叉式的混合器增加了混合过程的扰动及混合孔的分布散度,更有利于天然气与空气的均匀混合,采用十字叉式混合器后,进气管中部的混合气浓度稍高,有利于后续的掺混和燃烧。综合评价各方面的参数,优选了WP10NGE40发动机的混合器。建立了发动机的一维热力过程模型和进气管叁维流动过程模型,利用ID/3D耦合瞬态模拟技术,研究了截面为矩形和梯形两种结构的进气管对发动机进气均匀性的影响,结果表明WP10NGE40发动机选用梯形截面结构的进气管,其进气均匀性更佳设计了四种不同结构的燃烧室,建立了包括进气道和燃烧室两部分的移动计算网格,并根据WP10NGE40发动机的过量空气系数在0.6-1.7范围内的情况,选择标准的CFM-2A模型,对发动机的进气、压缩、点火和火焰传播过程进行了瞬态模拟。研究燃烧室挤流而积、燃烧室凹坑圆角、压缩余隙、燃烧室凹坑深度对缸内气流运动及点火和火焰发展、传播的影响。研究结果表明：压缩余隙的减小、挤流面积及燃烧室四坑深度的适当增加,有利于火焰中心在燃烧室内部的发展和快速传播。分析了四种方案的缸内气流运动及燃烧过程,并对比了燃烧持续期,确定了WP10NGE40发动机的燃烧室结构参数。针对国内LNG加注站加注压力偏低,LNG在使用过程中存在燃料流出困难、天然气汽化后压力偏低,不能满足增压中冷后单点混合发动机的需要等问题,提出带有自增压系统的LNG燃料罐,并设计了带有LNG汽化器换热强度控制和汽化后天然气温度调节的两级调节天然气发动机燃料供给系统。对燃料供给系统进行了保温性、可靠性试验及自增压和非增压系统对供气能力影响的对比试验,试验结果表明采用该系统后供气稳定,发动机运转平稳,可满足使用需要。研究了燃空比、火花塞间隙、喷射压力等运行参数对发动机动力性和经济性的影响。试验结果表明：当发动机转速为1000r·min1,燃空比在0.77左右时该发动机的燃气消耗率达到最低；发动机转速为1400r·min1,燃空比在0.76左右时发动机的燃气消耗率达到最低值；当发动机的火花塞间隙为0.4mm时可以兼顾发动机的动力性、经济性和可靠性；发动机转速在800r·min-1-1200r·min-1范围内时,喷射压力降低后发动机的气耗率增加,增加的幅度在1%之内；喷射压力从6bar降低为5.5bar后,转速在1200r·min-1-1800r·min-1范围内时，随转速的提高气耗率的增加量提高,1800r·min-1工况下气耗率增加了6.8%。喷射压力从5.5bar提高到6bar后,WP10NGE40发动机的经济性得到改善,并缩短了喷射脉宽,有利于喷嘴寿命的提高。作者对增压中冷后进气总管单点混合天然发动机外特性及负荷特性的HC和NOx排放进行了研究。研究结果表明：进气管单点喷射增压发动机存在混合气扫气现象,外特性工况点CH4排放占THC排放的95%以上；外特性中速和高速时的碳氢排放量较低速时多,随点火提前角的减小碳氢排放减少,点火提前角对1400r·min-1(大扭矩转速)碳氢排放的影响最显着；发动机负荷率从0增加到100%,碳氢排放总体上呈增加趋势,2000r·min转速时,随负荷率的增加CH4占THC排放的比例升高。稀燃天然气发动机在外特性运行时低转速的NOx排放水平比高速运行时高,外特性安装催化转化器后发动机NOx排放升高；发动机转速为1000r·min-1和1400r·min-1时,随负荷率的增大NOx排放呈先增大后减小的趋势；发动机在1000r·min-1和1400r·min-1、(?)中等负荷率时,点火提前角对NOx排放的影响较显着,50%负荷率左右时,安装催化器后NOx排放水平显着降低,发动机转速为2000r·min-1时,在整个负荷率范围内NOx排放水平较低,安装催化器后,NOx总体排放水平升高。针对重卡LNG发动机在寒区运行时暴露出的冷车起动困难、供气不足、供气温度过低及取暖问题,设计了汽车燃气加热器和LNG发动机联合运行系统,开展了台架试验及车辆寒区试验。结果表明：汽车燃气加热器与LNG发动机共用一套LNG燃料供给系统,联合运行稳定,试验过程中加热器起动容易、燃烧稳定；加热器和发动机联合运行对LNG发动机的冷起动改善效果明显,在寒区汽车燃气加热器和发动机联合运行可以有效改善发动机的冷起动性。综上所述,课题从LNG发动机进气混合过程、燃烧过程、燃料供给系统到发动机的性能及汽车燃气加热器和LNG发动机的联合运行进行了较为详细的研究,所开发的WP10NGE40发动机在动力性、经济性、排放性和冷起动性方面均取得了较为理想的效果,掌握了LNG发动机开发的关键技术,为LNG发动机的后续研发提供了理论和试验基础。
潘世艳[9]2008年在《喷雾式汽车加热器燃烧器的流动和燃烧研究》文中指出汽车加热器是低温条件下发动机冷起动,车厢供暖,挡风玻璃除霜的重要辅助装置,在国内外均有良好的应用前景。国外的汽车加热器的研究和应用的起步较早,发展到现在技术已很成熟,产品种类也很丰富。与国外相比国内的加热器研究起步较晚,从刚开始的仿制阶段发展到今天已具备了独立研发和生产新型汽车加热器的能力。山东大学在汽车加热器方面的研究走在国内其他高校的前列,其与河北宏业机械股份有限公司合作,共同开发了多种型号的汽车加热器,并获得多项发明专利,拥有自主知识产权。新型加热器的研制往往采用理论与经验相结合的方法,先设计试制出样机,然后根据样机试验进一步改进和确定新产品的各项技术指标。这种研发模式存在成本高,周期长的不足。随着计算机技术的不断发展和进步,数值模拟技术也日趋完善,在各个工程技术领域发挥着越来越重要的作用,正指导着新产品的设计和完善。在已经批量生产的产品的优化方面,数值模拟技术同样起着不可替代的作用。本课题就是运用CFD流体仿真软件Star-CD对河北宏业机械股份有限公司的YJP-Q32型喷雾雾化式汽车加热器进行优化设计,并对计算结果进行了试验对比验证。整个课题的研究工作可分为理论研究、数值模拟和试验验证叁部分。理论研究部分主要查阅了国内外有关燃油雾化及混合燃烧的文献和有关CFD数值模拟技术理论方法的文献,以对后续的数值模拟和加热器结构改进提供理论指导和借鉴。数值模拟部分又可分为建模、计算和结果后处理叁部分工作。计算的几何模型是根据该型号加热器的技术图纸经过适当简化用Pro-e软件得到,网格模型用Star-CD软件自带的工具包获得。计算条件和边界条件的设定则主要参考Star-CD软件的帮助文件完成。结果后处理则根据模拟计算所要考察的结构的关键部分进行分析对比。主要进行了燃烧器内助燃风流动计算和45°、60°、80°叁种喷雾锥角下的喷雾和燃烧排放计算。试验验证是在课题组自行搭建的加热器试验台上完成,主要研究了不同工况下加热器的热效率和排放情况。通过燃烧器内的助燃风流动模拟计算发现该燃烧器后部存在旋流较弱的问题,不利于燃烧过程后期的掺混,从而导致燃烧室后部及燃烧筒内的燃烧温度场分布不均匀,局部高温造成后燃期生成浓度较高的NO,造成NO排放较高。通过对叁种喷雾锥角的燃烧计算结果进行对比,发现相同喷油量下80度喷雾锥角的最高燃烧温度较高,从而热效率较高,而且与其他两种喷雾锥角相比NO和炭烟排放没有明显升高,故80度喷雾锥角较好。这一计算分析结果也与试验结果一致。
宋振兴[10]2010年在《LNG加气站工艺技术、安全及经济性分析》文中认为液化天然气汽车较之压缩天然气汽车,有安全可靠、行驶里程长的巨大优势,是天然气汽车发展的新趋势,随着液化天然气汽车的不断发展,对LNG加气站提出了更大的要求,我国目前的LNG加气站建设运行的实例比较少,根据当前国内外LNG加气站的技术现状以及我国对于LNG加气站建设的实际需求,需要对LNG加气站各个方面开展进一步的研究和探讨。本文从LNG加气站的技术流程、安全及经济性出发对LNG加气站的建设进行了分析。本文首先以日加气能力为1×104Nm3的LNG加气站为研究对象,对不同类型的LNG加气站的技术流程进行了分析,并针对各个类型的LNG加气站进行了设备的匹配和选型;对新型的LNGR加气站的净化和液化部分进行了模拟和优化,确定了流程的关键技术参数,并针对不同加气能力的LNGRB加气站设计了不同的BOG液化的方案。其次对LNG加气站的安全问题进行了研究,从LNG本身的危害性及对人体和材料所能产生的影响出发,介绍了与LNG加气站建设相关的国内外标准,以传统LNG加气站为例建立了LNG加气站火灾、爆炸事故树,分析了各个环节的安全隐患,利用二次计算方法找出LNG加气站中的主要安全隐患,针对各个安全隐患的重要度提出了相关的管理和运行方面的建议,为LNG加气站的运行提供指导。然后在第二章对LNG加气站的技术流程和设备选型的基础上对各种类型LNG加气站的经济性进行分析,并以传统LNG加气站为例进行详细经济性分析,经计算所得税后的财务内部收益率为22.63%,净现值为182.88万元,投资回收期为4.4年,具有较强的赢利能力和一定的抗风险能力。
参考文献：
[1]. 汽车液体CNG加热器的研究与开发[D]. 赵侃. 长安大学. 2003
[2]. 汽车DIESEL-CNG双燃料液体加热器的研究与开发[D]. 冯还红. 长安大学. 2005
[3]. 一种新型车用加热器——CNG液体加热器[C]. 赵重文, 方志刚, 郭金刚. 2004年中国客车行业发展论坛暨中国客车学术年会论文集. 2004
[4]. 车用CNG液体加热器的研发[J]. 郭金刚, 赵重文, 方志刚. 客车技术与研究. 2005
[5]. 汽车压缩天然气液体加热器控制仪的研制[J]. 汪贵平, 龚贤武, 申福林, 李登峰. 长安大学学报(自然科学版). 2006
[6]. 汽车液体（CNG）加热控制器的应用研究[D]. 龚贤武. 长安大学. 2004
[7]. QC/T《汽车燃气加热器》标准的研究与制定[D]. 刘冬. 长安大学. 2006
[8]. 重型车用增压中冷稀燃LNG发动机性能研究[D]. 李娜. 山东大学. 2013
[9]. 喷雾式汽车加热器燃烧器的流动和燃烧研究[D]. 潘世艳. 山东大学. 2008
[10]. LNG加气站工艺技术、安全及经济性分析[D]. 宋振兴. 哈尔滨工业大学. 2010
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