一、氢燃料发动机的应用（论文文献综述）
D.SEBOLDT,M.MANSBART,P.GRABNER,H.EICHLSEDER,范明强[1]（2021）在《可用于轿车和轻型货车的氢燃料发动机》文中指出德国博世公司和奥地利格拉茨理工大学对氢燃料发动机方案的混合气形成、燃烧和废气排放等方面进行了评价。对1台废气涡轮增压汽油机进行了改造,并为其配备了氢燃料直接喷射系统。试验研究表明,通过适度的开发工作,已使该款氢燃料发动机具备了较高的功能性潜力。
吕龙德,熊莹[2]（2021）在《“双碳”目标下我国船机业的出路》文中认为山雨欲来风满楼。随着全球变暖警报不断升级,国际环保要求日趋严格,国际海事组织推出了严厉的脱碳措施,为航运业提出了明确目标,尤其是我国"双碳"目标出台,低碳甚至零碳浪潮从呼吁走向行动。这种背景下,减碳已成为造船业未来发展的重要方向,零碳排放的推广应用势所必然。在这场海事能源变革中,遭受最大、最深刻的影响无疑是传统船用发动机行业。曾经在川海湖泽辉煌了几百年的船用柴油、汽油发动机甚至新兴LNG发动机走向没落。
李冠廷[3]（2021）在《喷射策略对氢气/汽油双燃料发动机燃烧与排放影响研究》文中研究表明随着汽车产业的不断发展,追求节能减排的新型发动机成为汽车行业的重中之重。尤其是随着石油资源的逐渐枯竭,寻找替代燃料,减少燃油的消耗,减少排放和提升发动机热效率成为新型汽车发动机的发展方向。本文结合国家自然科学基金项目在传统汽油机的基础上进行改造,运用进气道喷射汽油,缸内直喷氢气的喷射方式,加上多次喷射的技术,配合3D仿真软件CONVERGE,对氢气/汽油双燃料发动机的燃烧和排放性能及其机理进行了研究。本文改造了一台直列四缸四冲程复合喷射点燃发动机,将发动机的高压喷射管路连接在自建的高压氢气供给系统上,使发动机实现了进气道喷汽油加缸内直喷氢气的喷射模式。通过利用d SPACE快速原型系统搭建了控制系统,实现了发动机的喷油、点火等参数的控制,并实现了二次氢气喷射。在试验台架中,搭建了大量的传感器,来控制和监控发动机的运转参数,使发动机可以运行在预想的工况之上,并可以实时测量其燃烧和排放性能。同时本文针对发动机在CONVERGE软件上搭建了发动机仿真模型,在试验研究的基础上,运用仿真研究对缸内氢气分层状态对发动机燃烧和排放性能影响的内在机理进行研究。本文的研究主要分为四种喷射模式,即纯汽油模式（进气道汽油喷射）,单次分层氢气模式（进气道汽油喷射+单次分层缸内直喷氢气）,均质氢气模式（进气道汽油喷射+单次均质缸内直喷氢气）以及二次分层氢气模式（进气道汽油喷射+二次分层缸内直喷氢气）。不同的喷射模式可以通过不同的喷射策略形成不同的发动机缸内氢气分层状态,从而影响发动机的燃烧和排放性能。研究的主要结论如下:（1）通过三维仿真研究发现,单次氢气喷射所能形成的发动机缸内氢气分层状态具有很大限制。较早的喷氢时刻下,发动机缸内氢气较为均匀缺少火花塞周围的氢气浓区,不能很好地加速发动机的点火和燃烧过程。而较晚的喷氢时刻会使氢气集中在发动机缸内的小部分区域,通过调整发动机喷氢时刻,可以使发动机内氢气集中于火花塞周围使发动机的燃烧特性获得提升,但此时由于氢气集中于小部分区域,不能再有效减少HC排放,又由于氢气过于集中导致发动机局部燃烧温度过高产生大量的NOX排放。所以单次氢气喷射下,由于喷氢时刻的限制,发动机的燃烧性能和排放性能不能同时达到最优值。（2）为了解决单次氢气喷射下发动机缸内氢气分层状态的不足,本文提出了二次氢气喷射的喷射模式。二次氢气喷射可以使用两次氢气喷射,借助两次喷射比例和两次喷射时刻的变化,有效组织发动机缸内氢气分层状态,尽最大可能优化发动机的燃烧和排放性能。二次氢气喷射模式下,第一次氢气喷射可以在整个缸内形成相对均匀的氢气分布用来减少排放,而第二次氢气喷射会在火花塞周围形成氢气浓区来强化发动机的点火和燃烧速度,从而兼顾发动机的燃烧和排放性能。（3）二次分层氢气模式下,发动机的有效热效率略高于单次分层氢气模式和均质氢气模式,排放性能介于单次分层氢气与均质氢气模式之间。这是由于二次分层氢气模式通过合理组织发动机缸内氢气分层状态,使氢气可以发挥最大效果持续加速发动机整个燃烧过程,使发动机有效热效率进一步提升。同时由于缸壁周围氢气浓度较单次分层氢气模式增加,发动机的HC排放减少;氢气分布较单次分层氢气模式也更为均匀,不再有局部的高温区域,发动机的NOX排放也随之减少。（4）氢气的加入可以极大的拓展发动机的稀燃极限。在本文工况下,发动机稀燃极限下的过量空气系数在氢气加入后,从1.5增加到了2.8至3左右。不同喷氢模式的稀燃极限略有差异,单次分层氢气模式的稀燃极限最高。随着过量空气系数的不断上升,最佳有效热效率对应的喷氢模式从二次分层氢气模式逐渐转变为单次分层氢气模式。这是由于随着过量空气系数的不断上升,发动机越加需要更多的氢气稳定和加速点火过程。同时随着过量空气系数的不断上升,发动机的排放性能也有所提高。（5）随着发动机不同运转参数的变化,二次分层氢气模式均能应用多变的喷氢策略,改变两次喷射比例和喷射时刻来保证发动机缸内氢气分层状态满足不同的需求。在稀燃工况下,二次分层氢气模式可以不断增加第二次氢气喷射的喷射比例,保证发动机点火的稳定性。随着喷氢压力的增加,二次分层氢气模式可以减少第二次氢气喷射的喷射比例,应用更加集中的氢气保证发动机的点火性能,并用更多的氢气加速后续的发动机燃烧过程。（6）氢气对发动机燃烧和排放的改善随着发动机转速和负荷的不断上升不断减少。氢气的加入可以使汽油机燃烧速度变快,燃烧温度变高,燃烧稳定性增强。但当发动机工况从小转速小负荷向高转速大负荷转变时,汽油机本身的燃烧速度、燃烧温度和燃烧稳定性都会随之提升。所以氢气对于发动机小转速小负荷下的改善更为明显。（7）本文的研究旨在在发动机各个工况下,通过发动机喷射策略的改变使发动机的燃烧和排放均得到优化。随着发动机不同工况的改变,发动机的各种氢气喷射模式各有利弊。在稀燃工况下,单次分层氢气模式的有效热效率最高;在常规工况下,二次分层氢气模式的有效热效率最高;在全负荷工况下,均质氢气模式的排放性能最佳。通过合理的标定和控制,发动机可通过喷射策略的调整在整个工况下完成效率和排放的优化。
孙洪杰[4]（2021）在《中速四冲程船用氢气发动机燃料喷射及燃烧系统优化模拟研究》文中认为作为全球最主要的动力系统之一,内燃机在每年为世界贡献了25%的动力输出的同时,也造成了全球约10%的温室气体排放。随着国际海事组织第三阶段排放法规（IMO TierⅢ）的实施以及海运温室气体初步减排战略的提出,降低船舶发动机的有害排放和温室气体排放成为众多研究机构所面临首要工程问题。采用可再生能源制取的氢气是目前在其全生命周期内碳排放最低的燃料,同时,采用预混合燃烧模式的氢气发动机可在无尾气后处理装置的条件下满足IMO TierⅢ排放法规。然而船用发动机燃用氢气的难度相当大。由于氢气点火能量低、燃烧速率快,氢气发动机容易发生异常燃烧。船用机缸径大、平均有效压力高、转速低,这些特点又会加剧异常燃烧。受到异常燃烧问题的限制,船用氢气发动机的研究才刚刚起步。本文在某型号中速柴油机的基础上,对其燃料喷射系统以及燃烧系统参数进行了设计优化,将其改造成缸内直喷预混合燃烧模式氢气发动机,探究了各参数对发动机工作性能的影响,并提出了一种降维式的优化方法,为相似机型的设计和优化提供了借鉴经验。论文以某型中速四冲程船用柴油发动机为研究基础,采用一维模拟软件GT-Power和三维模拟软件Converge分别建立了该柴油机的一维和三维数值模拟模型,根据实验数据完成了原机100%负荷工况的标定,并在此基础上完成了氢气发动机的设计优化。将氢气喷射持续期、喷射压力以及喷阀孔径三个因素降维成缸内平均湍动能和氢气喷射贯穿距两个因素,并探究了各因素对燃空混合特性的作用规律,完成了对氢气机燃料喷射系统的多元优化,确保了缸内燃空混合均匀性以及预混合气的高效稀薄燃烧。然后从火花塞位置、点火能量、燃空当量比以及点火时刻等方面完成了氢气机燃烧系统参数的优化,探究了各个因素对发动机工作性能的影响。结果显示:与原柴油机相比,最终优化完成的氢气发动机可实现NOX减排80%以上,可在没有后处理装置的条件下满足IMO TierⅢ排放法规,但动力性有所下降。
张江华,檀昌雅[5]（2020）在《醇氢燃料在甲醇发动机上的试验研究》文中研究指明利用甲醇发动机高温尾气加热裂解装置,将甲醇裂解成甲醇裂解气（氢气、一氧化碳、甲醇蒸气）,并与甲醇进行混合形成醇氢燃料（甲醇裂解气、甲醇）,结合发动机复合喷射技术实现甲醇裂解气与甲醇的掺烧。对比和试验研究甲醇发动机燃用醇氢燃料、甲醇、汽油3种不同燃料的外特性、油耗率、排气温度及污染物排放,结果表明:发动机燃用醇氢燃料时,动力性与甲醇燃料相当,但优于汽油,发动机燃用醇氢燃料时,发动机的扭矩比甲醇、汽油燃料分别提高了0.5%、5.6%;燃油消耗率是甲醇的0.7～0.8倍,是汽油的1.50～1.74倍;发动机的排气温度与甲醇、汽油相比分别降低了3%、14%;CO、总碳氢化合物和NOx排放与甲醇相比分别降低了53%、46%和68%,与汽油相比分别降低了77%、68%和72%。
刘海朝[6]（2020）在《喷射方式对氢燃料内燃机混合气形成、燃烧及排放的影响研究》文中提出近半个世纪以来,车用内燃机广泛应用带来的能源紧缺和排放污染已成为车用动力发展的主要问题,从而推动新型清洁能源汽车的大力发展。氢燃料因清洁环保、可再生的优势成为重要的内燃机代用燃料。由于氢气分子量小、密度极小,在燃料供给时会快速扩散,导致出现空气供给阻塞现象;同时氢气供给在很大程度上影响异常燃烧和排放特性。因此氢气供给成为氢燃料内燃机燃烧系统匹配的重要研究内容。本文基于JH600单缸进气道喷射氢燃料发动机试验台架,结合CFD仿真的手段,研究了喷射方式对氢燃料内燃机氢气与空气混合、异常燃烧、燃烧与排放特性的影响规律,为氢燃料内燃机的优化控制提供理论依据和可行参数。主要研究工作和结论如下:1.基于一台试验用JH600单缸四气门进气道喷射氢燃料内燃机建立了三维实体模型,采用FIRE软件平台完成了三维计算网格,设定初始条件和边界条件,确定流动、燃烧及排放模型,完成了CFD仿真模型构建。基于试验获取的缸内压力和放热率曲线,对仿真模型进行验证,结果表明建立的CFD模型具有较高的仿真精度。2.基于所构建的CFD模型,仿真研究了多种喷射方式对进气、混合的影响规律。研究发现,采用提高喷射压力的单次喷射方式对改善进气阻塞的效果并不明显,而单路多次喷射和双路对称喷射对改善进气阻塞有显着作用。同时发现,采用双路对称喷射和多次喷射,还可以提高缸内平均湍动能和混合均匀性。3.仿真研究在不同喷氢方式及喷氢相位下,缸内炽热点的形成过程、面积及高温持续时间的影响规律。相比单路单次喷射,发现双路对称喷射能显着降低高温区域面积、最高温度和高温持续时间。喷氢方式会影响进气道内残余氢气量,进而影响回火发生概率。喷射相位的推迟对低转速炽热区域发展起有抑制作用。4.研究不同喷射方式对缸内火焰发展、放热规律、缸内压力、缸内温度以及NOx的影响规律。仿真结果发现采用双路对称喷射方式有利于提高火焰传播速率,得到更高的瞬时放热率,进而提高缸内压力与温度,提升动力性和热效率。但是,仿真结果发现采用双路对称喷射方式会造成NO质量分数的增加,导致内燃机排放性能劣化,需要进一步与动力性进行优化折中。
郭鹏翔[7]（2020）在《氢发动机EGR与多次喷射耦合电子控制系统研究》文中进行了进一步梳理随着全球能源危机和环境污染的形势越来越严峻,传统燃料发动机已不再能够满足人们的预期需求。新能源汽车已成为汽车工业发展的重点,氢燃料发动机凭借其良好的性能和潜在的价值受到越来越多的关注。虽然氢气是一种清洁能源,但是其特殊的理化性质,使氢燃料发动机也面临着异常燃烧和NOx排放过高等问题。而废气再循环系统（EGR,Exhaust Gas Recirculation）可以有效的减低NOx的产生,并且可以降低氢燃料发动机的爆震现象。本文主要从电子控制技术及试验验证展开对氢燃料发动机的EGR系统进行研究。本文主要是针对氢燃料发动机NOx排放过高,提出为氢燃料发动机添加EGR电子控制系统。确定了氢燃料发动机EGR系统总体设计方案,通过在改装JH600发动机试验台架,完成了EGR整体结构设计。在电控系统硬件方面设计了电控单元包括电源调理模块、运算模块、数据采集模块、数据输出模块。并且设计开发了氢发动机控制电路板,完成电路板的焊接制作。在控制软件部分,采用模块化设计,编写了EGR控制程序包括逻辑控制模块和驱动控制模块等,实现了对EGR系统的控制。并且在LabVIEW软件开发平台氢发动机监控系统中添加对废气再循环控制模块,实现了ECU与上位机之间的数据交换。针对因进气道堵塞使EGR作用效果降低,提出氢燃料发动机多次喷射策略。在不同转速及负荷状态下,研究多次喷氢与EGR系统耦合作用后对发动机排放性能及燃烧性能的影响。经过试验表明:氢发动机EGR电子控制模块可以稳定的工作,达到了预期的设计要求。多次喷射方式与EGR系统耦合作用后,在不同负荷下均比单次喷射降低NOx排放效果更加显着,特别是在高负荷条件下最为明显。在发动机燃烧性能方面随着EGR率的增大缸内发动机的最高压力值均呈现下降的趋势,低负荷状态下所受影响更大。
刘永辉[8]（2020）在《中低转速下不同EGR率对氢燃料发动机性能的影响》文中研究说明当今世界正面临着化石能源短缺和环境污染两大严峻的问题,开发清洁无污染的替代能源已成为一种必然的趋势。氢气以其所需点火能量低、着火界限宽、火焰传播速度快、清洁可再生等一系列优点而备受各国科学家的青睐,作为车用替代燃料氢能具有广阔的发展前景。NOx是氢燃料发动机在高温下的唯一有害排放物,使用EGR（Exhaust Gas Recirculation）技术将一部分残余废气重新引入进气管,从而使进气管的压力和气缸的充气效率得到提高,EGR技术是一项可以充分降低NOx排放性能的有效措施。近些年来,随着国家对排放法规的要求日益严格。废气再循环系统成为现代车用发动机上不可或缺的一部分。本文采用理论分析与数值模拟结合的方式,以一台改装后的嘉陵JH600氢发动机为原型机,运用三维仿真软件SolidWorks建立了氢燃料发动机的三维模型,基于AVL-FIRE软件进行仿真计算。首先分析了不同工况下EGR率对氢发动机进气成分、进气状态、缸内湍动能和混合气均匀性等的影响,重点分析了不同工况下EGR率对氢发动机的燃烧特性和排放特性。在综合衡量了动力性、经济性和排放性的基础上,最后通过线性加权优化分析确定出各工况下的最佳EGR率配比。研究结果表明:中低转速工况下,EGR的加入会对进气过程产生一定阻塞作用,不同EGR率对进气阻塞影响差异并不明显。随着EGR率的增大,缸内的实际燃空当量比会有所增大。缸内的温度、压力、瞬时放热率峰值等燃烧状态参数会出现不同幅度的下降。EGR率降低NOx排放的效果十分明显。在中低转速工况下加入少量的EGR率即可使NO出现大幅度的降低,当EGR率较高时,NOx排放几乎为0。为了寻求最佳EGR率,本文通过线性加权在综合衡量动力性经济性以及排放性的基础上得出了中低转速下,在中低负荷和满负荷时,EGR率的最优值为0%。在中等负荷和中高负荷工况下,EGR率的最优值为5%。
郭朋彦,任赟[9]（2019）在《氢燃料发动机关键零部件时变可靠性设计分析》文中进行了进一步梳理文章针对氢燃料发动机由于燃烧机理尚不完全明确而在工作时经常受到不可预料的损伤现状,从不确定性因素和时变两个角度入手,为氢燃料发动机关键零部件的选择了可靠度计算模型,分析了氢燃料发动机关键零部件时变可靠性优化设计模型,讨论了基于盲数方法的氢燃料发动机关键零部件时变可靠性模型求解方法。
梁浩[10]（2018）在《氢燃料发动机分路喷射电子控制系统的研究》文中研究指明传统燃料机动车的发展将加剧环境污染和能源危机,因而国家大力推动新能源汽车发展,其中氢燃料汽车因其良好性能和潜在价值被寄予厚望。伴随着新能源时代的来临,攻克氢燃料发动机的技术难题,推动氢燃料发动机量产化的进程,将具有重大的研究意义。而异常燃烧（早燃、回火）是氢燃料发动机应用过程中的典型难题,本文从控制策略和电子控制技术展开研究。本文针对氢燃料发动机异常燃烧现象,提出氢燃料发动机分路喷射策略。通过改装JH600发动机试验台架,完成了氢燃料发动机分路喷射结构设计。运用电子控制技术实现对氢燃料发动机分路喷氢系统的精确控制,增设了SPI（Serial Peripheral Interface）故障诊断功能,实时监测发动机故障。基于进气道压力,提出判定氢燃料发动机发生异常燃烧的方法。为氢燃料发动机分路喷射系统设计开发了监控标定系统,其中:（1）选用了在数据传输速度和传输量上较优的CAN（Controller Area Network）通信,选择L9741作为氢燃料发动机的CAN线收发器,使氢发动机ECU作为网络节点加入CAN线通信网络;（2）基于国际标准化的CCP（CAN Calibration Protocol）协议设计了CAN线网络中上位机、下位机的通信方式,进而开发了底层FLASH存储技术,以便氢燃料发动机标定不同工况下的运行控制参数,为氢发动机标定提供了技术支持;（3）基于LabVIEW软件开发平台,采用“一个前提,两个线程”的设计理念,开发了氢燃料发动机的监测标定系统,提供了可视化的操作界面,优化了氢燃料发动机分路喷射系统的人机交互功能。经过试验表明:氢燃料发动机分路喷射电子控制系统和监控标定系统可以稳定运行,达到了预期功能的设计要求;与单路双喷方式相比,氢燃料发动机采用分路喷射策略可以更加有效地抑制氢燃料发动机异常燃烧。
二、氢燃料发动机的应用（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、氢燃料发动机的应用（论文提纲范文）
（1）可用于轿车和轻型货车的氢燃料发动机（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 氢燃料发动机作为燃料电池的补充 |
| 2 氢燃料发动机的技术方案 |
| 3 氢燃料发动机方案的技术特性 |
| 4 采用废气涡轮增压系统的进气道喷射氢燃料发动机 |
| 5 废气涡轮增压直接喷射氢燃料发动机 |
| 6 结论和展望 |
（2）“双碳”目标下我国船机业的出路（论文提纲范文）
| “双碳”目标倒逼零碳船舶发展 |
| 船舶动力是实现零排放的关键 |
| 零碳燃料谁将未来胜出？ |
| 传统船机还有希望吗？ |
| 颠覆性技术已出现 |
| 我国船用发动机产业的对策 |
（3）喷射策略对氢气/汽油双燃料发动机燃烧与排放影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.1.1 汽车行业的发展现状 |
| 1.1.2 汽车行业面临的问题 |
| 1.1.3 排放法规的发展现状 |
| 1.1.4 内燃机技术的发展现状 |
| 1.2 氢能源在汽车领域中的应用 |
| 1.2.1 氢气的理化性质 |
| 1.2.2 氢气的制取及储存 |
| 1.2.3 氢燃料电池的发展现状 |
| 1.2.4 纯氢内燃机的发展现状 |
| 1.2.5 掺氢内燃机的发展现状 |
| 1.3 缸内直喷和多次喷射技术的发展现状 |
| 1.3.1 柴油机缸内直喷和多次喷射技术的发展现状 |
| 1.3.2 汽油机缸内直喷和多次喷射技术的发展现状 |
| 1.3.3 缸内直喷和多次喷射技术在替代燃料发动机上应用 |
| 1.4 本文的课题意义及主要研究内容 |
| 第2章 氢气/汽油发动机试验台架搭建 |
| 2.1 测试台架及设备 |
| 2.1.1 测试台架 |
| 2.1.2 测试设备 |
| 2.2 试验方法和数据处理 |
| 2.2.1 试验方法 |
| 2.2.2 数据处理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 氢气/汽油发动机数值仿真模型的建立与验证 |
| 3.1 发动机数学模型的建立 |
| 3.1.1 基本守恒方程 |
| 3.1.2 湍流模型 |
| 3.1.3 喷雾模型 |
| 3.1.4 点火模型 |
| 3.1.5 燃烧模型 |
| 3.2 发动机仿真平台搭建 |
| 3.2.1 发动机几何模型的建立 |
| 3.2.2 边界条件和初始条件的设置 |
| 3.3 仿真模型的验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 喷氢策略对发动机缸内氢气分层状态的影响 |
| 4.1 单次氢气直喷对缸内氢气分层状态的影响 |
| 4.1.1 单次氢气直喷下缸内氢气分布演变历程 |
| 4.1.2 喷射时刻对缸内氢气分层状态的影响 |
| 4.2 二次氢气直喷对缸内氢气分层状态的影响 |
| 4.2.1 二次氢气直喷下缸内氢气分布演变历程 |
| 4.2.2 第二次喷氢时刻对缸内氢气分层状态的影响 |
| 4.2.3 两次喷氢比例对缸内氢气分层状态的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 发动机喷射模式对发动机性能的影响 |
| 5.1 单次喷氢策略对发动机性能的影响 |
| 5.1.1 单次喷氢策略对动力性的影响 |
| 5.1.2 单次喷氢策略对燃烧特性的影响 |
| 5.1.3 单次喷氢策略对排放性能的影响 |
| 5.2 二次喷氢策略对发动机性能的影响 |
| 5.2.1 二次喷氢策略对动力性的影响 |
| 5.2.2 二次喷氢策略对燃烧特性的影响 |
| 5.2.3 二次喷氢策略对排放性能的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 不同运转参数下喷射模式对发动机性能的影响 |
| 6.1 不同过量空气系数下喷射模式对发动机性能的影响 |
| 6.1.1 不同过量空气系数下喷射模式对动力性的影响 |
| 6.1.2 不同过量空气系数下喷射模式对燃烧性能的影响 |
| 6.1.3 不同过量空气系数下喷射模式对排放性能的影响 |
| 6.2 不同喷氢压力下喷射模式对发动机性能的影响 |
| 6.2.1 不同喷氢压力下喷射模式对动力性的影响 |
| 6.2.2 不同喷氢压力下喷射模式对燃烧性能的影响 |
| 6.2.3 不同喷氢压力下喷射模式对排放性能的影响 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 不同工况下喷射模式对发动机性能的影响 |
| 7.1 不同转速下喷射模式对发动机性能的影响 |
| 7.1.1 不同转速下喷射模式对动力性的影响 |
| 7.1.2 不同转速下喷射模式对燃烧特性的影响 |
| 7.1.3 不同转速下喷射模式对排放性能的影响 |
| 7.2 不同负荷下喷射模式对发动机性能的影响 |
| 7.2.1 不同负荷下喷射模式对动力性的影响 |
| 7.2.2 不同负荷下喷射模式对燃烧特性的影响 |
| 7.2.3 不同负荷下喷射模式对排放性能的影响 |
| 7.3 本章小结 |
| 第8章 全文总结及工作展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 本文主要创新点 |
| 8.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（4）中速四冲程船用氢气发动机燃料喷射及燃烧系统优化模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氢燃料发动机喷射策略 |
| 1.2.1 进气道喷射 |
| 1.2.2 缸内直喷 |
| 1.3 氢燃料发动机发展现状 |
| 1.4 本文研究内容及意义 |
| 2 柴油机一维及三维模拟 |
| 2.1 研究对象简介 |
| 2.2 柴油机一维模型建立与验证 |
| 2.2.1 柴油机整机一维模型的建立 |
| 2.2.2 柴油机整机一维模型的验证 |
| 2.3 柴油机单缸机三维计算模型的建立 |
| 2.3.1 边界及初始条件设置 |
| 2.3.2 计算模型介绍 |
| 2.3.3 加密策略及网格敏感性分析 |
| 2.4 柴油机单缸机三维计算模型的验证及分析 |
| 2.4.1 模型验证 |
| 2.4.2 三维模拟结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 氢气机建模及验证 |
| 3.1 燃料喷射系统及燃烧系统参数的设计及建模 |
| 3.1.1 燃料喷射系统 |
| 3.1.2 燃烧系统参数 |
| 3.1.3 氢气机三维仿真模型建立 |
| 3.1.4 网格划分与加密策略 |
| 3.2 氢气机三维模型验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 燃料喷射系统优化方案对比分析 |
| 4.1 氢气喷射持续期与喷射质量流量对燃空混合特性的影响 |
| 4.1.1 湍动能的作用以及影响因素分析 |
| 4.1.2 氢气喷射贯穿距的作用以及影响因素分析 |
| 4.2 氢气喷阀孔径和喷射压力对燃空混合特性的影响 |
| 4.2.1 湍动能的作用以及影响因素分析 |
| 4.2.2 氢气喷射贯穿距的作用以及影响因素分析 |
| 4.3 基于工程背景的喷射系统优化方案对比分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 燃烧系统优化方案对比分析 |
| 5.1 对于火花塞点燃系统的优化 |
| 5.2 对于燃空当量比的优化 |
| 5.2.1 理想情况下燃空当量比的选择 |
| 5.2.2 针对具体工况的燃空当量比优化 |
| 5.3 对点火时刻的优化 |
| 5.4 优化后氢气发动机与原柴油机的对比 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（5）醇氢燃料在甲醇发动机上的试验研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 工作原理 |
| 2 试验方法 |
| 2.1 试验依据、方法及设备 |
| 2.2 试验燃油 |
| 3 试验结果对比分析 |
| 3.1 催化剂 |
| 3.2 外特性 |
| 3.3 燃油消耗率 |
| 3.4 排气温度 |
| 3.5 污染物排放 |
| 3.5.1 CO排放 |
| 3.5.2 THC排放 |
| 3.5.3 NOx排放 |
| 4 结论 |
（6）喷射方式对氢燃料内燃机混合气形成、燃烧及排放的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 能源危机 |
| 1.1.2 大气污染和机动车排放污染 |
| 1.1.3 车用发动机的替代燃料 |
| 1.1.4 氢燃料的特点及制备方法 |
| 1.2 氢燃料内燃机的国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 PFI氢燃料内燃机存在的问题 |
| 1.3.1 氢气进气道气阻现象 |
| 1.3.2 异常燃烧 |
| 1.3.3 提升功率与异常燃烧、降低排放的矛盾 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.4.1 研究目的及意义 |
| 1.4.2 主要研究内容和章节安排 |
| 1.5 研究路线 |
| 2 氢燃料内燃机燃烧分析CFD模型构建及验证 |
| 2.1 氢燃料内燃机的三维CFD模型的构建 |
| 2.1.1 三维几何模型构建及动网格划分 |
| 2.1.2 主要参数的设定 |
| 2.1.3 喷氢参数设置 |
| 2.2 控制方程和数值模型 |
| 2.2.1 基本控制方程 |
| 2.2.2 湍流模型的选择 |
| 2.2.3 燃烧模型的选择 |
| 2.2.4 NOx排放模型的选择 |
| 2.2.5 控制方程离散化和求解 |
| 2.2.6 计算步长的选取 |
| 2.3 氢燃料内燃机试验系统 |
| 2.3.1 氢燃料内燃机试验台架系统 |
| 2.3.2 氢气供给系统 |
| 2.3.3 氢燃料内燃机电控单元 |
| 2.3.4 氢燃料内燃机测试系统 |
| 2.4 氢燃料内燃机三维模型的台架试验验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 氢气喷射方式对缸内进气和混合的影响研究 |
| 3.1 不同喷射方式下的进气过程研究 |
| 3.1.1 PFI氢燃料内燃机结构参数 |
| 3.1.2 PFI氢燃料内燃机运转参数 |
| 3.1.3 单路单次“SI”喷氢进气道内空气的流动状态 |
| 3.1.4 单路多次喷射、双路对称喷射对进气过程的影响 |
| 3.2 喷射方式对缸内空气充量的影响研究 |
| 3.2.1 单路多次“MI”喷射、双路对称“SP”喷射模式对进气堵塞的影响 |
| 3.2.2 不同多路喷射模式对进气堵塞的影响 |
| 3.3 喷射方式对缸内湍动能的影响研究 |
| 3.3.1 喷射方式对进气道内速度场影响 |
| 3.3.2 喷射方式对缸内湍动能的影响 |
| 3.4 不同喷射方式下缸内气体的混合均匀性分析 |
| 3.4.1 喷射方式对缸内浓度场的影响 |
| 3.4.2 喷射方式对缸内均匀性的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 喷射方式抑制氢燃料内燃机异常燃烧研究 |
| 4.1 异常燃烧机理概述 |
| 4.1.1 早燃机理 |
| 4.1.2 回火机理 |
| 4.2 喷射方式对炽热区温度变化的影响规律 |
| 4.2.1 喷射方式对早燃影响 |
| 4.2.2 喷射方式对氢燃料内燃机回火的影响 |
| 4.3 喷射参数对炽热区域形成时刻与位置影响 |
| 4.3.1 喷氢相位对炽热区域形成的影响研究 |
| 4.3.2 喷氢相位对炽热区域温度的影响研究 |
| 4.3.3 喷氢相位对炽热区域面积的影响研究 |
| 4.4 喷氢相位对异常燃烧的抑制研究 |
| 4.4.1 优化的喷氢相位正常燃烧和早燃缸内压力及燃烧放热率对比 |
| 4.4.2 优化喷氢相位正常燃烧与早燃的压力升高率对比 |
| 4.4.3 不同喷氢相位早燃与正常燃烧NO排放对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 喷射方式对燃烧和排放的影响研究 |
| 5.1 不同喷射方式下的燃烧过程 |
| 5.1.1 不同喷氢方式的火焰发展规律 |
| 5.1.2 不同喷射方式对缸内压力分布的影响 |
| 5.1.3 不同喷射方式对缸内温度分布的影响 |
| 5.1.4 不同喷射方式对放热规律的影响 |
| 5.2 喷射方式对氢燃料内燃机动力性的影响 |
| 5.3 喷射方式对氢燃料内燃机经济性的影响 |
| 5.4 喷射方式对氢燃料内燃机排放性的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.1.1 主要工作总结 |
| 6.1.2 主要创新点 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间主要研究成果 |
（7）氢发动机EGR与多次喷射耦合电子控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题背景 |
| 1.2.1 能源危机 |
| 1.2.2 环境污染 |
| 1.3 氢燃料发动机的特点及发展现状 |
| 1.3.1 氢气作为发动机燃料的特点 |
| 1.3.2 国外发展概况 |
| 1.3.3 国内发展概况 |
| 1.4 EGR技术发展现状 |
| 1.4.1 EGR技术的应用 |
| 1.4.2 EGR技术在氢发动机上的应用 |
| 1.5 研究内容及意义 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 研究意义 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 氢燃料发动机EGR系统整体设计 |
| 2.1 EGR系统 |
| 2.1.1 EGR降低NO_x排放的原理 |
| 2.2 EGR系统分类 |
| 2.2.1 内部EGR |
| 2.2.2 外部EGR |
| 2.3 EGR系统的控制方式 |
| 2.4 系统方案设计 |
| 2.4.1 EGR率计算 |
| 2.5 EGR阀(比例阀)的选择 |
| 2.6 电控EGR系统主要功能 |
| 2.6.1 ECU模块主要功能 |
| 2.6.2 驱动模块主要功能 |
| 2.6.3 上位机的主要功能 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 氢燃料发动机EGR系统硬件设计 |
| 3.1 EGR硬件控制单元组成 |
| 3.2 电控系统的传感器及其调理电路 |
| 3.2.1 进气道压力传感器 |
| 3.2.2 水温传感器 |
| 3.2.3 节气门位置传感器 |
| 3.2.4 曲轴位置传感器 |
| 3.2.5 氧浓度传感 |
| 3.3 控制单元设计 |
| 3.3.1 微处理器的选择 |
| 3.3.2 时钟、复位及电源电路设计 |
| 3.4 通信模块电路设计 |
| 3.5 喷氮阀驱动电路设计 |
| 3.6 EGR系统控制电路板设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 氢燃料发动机EGR系统软件设计 |
| 4.1 系统软件的目标 |
| 4.2 软件开发工具 |
| 4.2.1 软件开发语言 |
| 4.2.2 软件开发环境 |
| 4.3 EGR模块程序设计 |
| 4.3.1 主控程序设计 |
| 4.3.2 EGR模块程序设计 |
| 4.3.3 EGR驱动模块程序设计 |
| 4.4 状态机EGR模块设计 |
| 4.4.1 功能需求 |
| 4.4.2 实验室虚拟仪器工程平台 |
| 4.4.3 程序设计 |
| 4.5 多次喷射控制策略 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 氢燃料发动机EGR系统验证试验 |
| 5.1 试验台架 |
| 5.2 测试仪器 |
| 5.2.1 测功机及测控仪 |
| 5.2.2 尾气分析仪 |
| 5.2.3 燃烧分析仪 |
| 5.2.4 进气道空气流量计 |
| 5.3 实验方案设计 |
| 5.4 试验数据及其分析 |
| 5.4.1 不同喷射方式与EGR耦合对排放的影响 |
| 5.4.2 不同转速下EGR对缸内压力的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后期工作展望 |
| 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（8）中低转速下不同EGR率对氢燃料发动机性能的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景 |
| 1.2.1 能源问题与环境问题 |
| 1.2.2 发动机代用燃料的发展 |
| 1.3 氢燃料发动机的研究现状 |
| 1.4 废气再循环技术研究现状 |
| 1.5 研究意义 |
| 1.6 研究内容与研究方法 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 研究方法 |
| 1.7 本章小结 |
| 2 模型的建立与参数设置 |
| 2.1 氢燃料内燃机三维模型的建立 |
| 2.1.1 研究对象 |
| 2.1.2 模型的建立与网格划分 |
| 2.2 主要参数的设定 |
| 2.2.1 初始条件 |
| 2.2.2 边界条件 |
| 2.2.3 计算步长的选取 |
| 2.3 研究方案 |
| 2.3.1 研究参数的确定 |
| 2.3.2 变量参数的选取依据 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 数值模型的建立 |
| 3.1 AVL-Fire软件介绍 |
| 3.2 控制方程与计算模型的选择 |
| 3.2.1 基本控制方程 |
| 3.2.2 湍流模型 |
| 3.2.3 燃烧模型 |
| 3.2.4 NO_x生成模型 |
| 3.3 控制方程的离散和求解方法 |
| 3.3.1 离散方法 |
| 3.3.2 求解算法 |
| 3.4 模型的验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 EGR率对混合气形成的影响 |
| 4.1 EGR率对进气道空气进口质流量的影响 |
| 4.2 EGR率对缸内湍动能的影响 |
| 4.3 EGR对氢发动机均匀性的影响 |
| 4.4 EGR率对进气成分的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 EGR对氢发动机燃烧和排放特性的影响 |
| 5.1 EGR率对缸内燃烧特性的影响 |
| 5.1.1 EGR率对缸内燃烧始点的影响 |
| 5.1.2 EGR对氢发动机燃烧持续期的影响 |
| 5.1.3 EGR率对缸内温度和瞬时放热率峰值的影响 |
| 5.1.4 EGR率对缸内压力的影响 |
| 5.2 EGR对氢发动机动力性的影响 |
| 5.3 EGR对氢发动机经济性的影响 |
| 5.4 EGR对氢发动机排放特性的影响 |
| 5.5 最佳EGR率的评价标准与确定 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（9）氢燃料发动机关键零部件时变可靠性设计分析（论文提纲范文）
| 前言 |
| 1 氢燃料发动机关键零部件时变可靠度计算模型 |
| 2 氢燃料发动机关键零部件时变可靠性优化设计模型 |
| 3 氢燃料发动机关键零部件复杂时变可靠性模型求解方法 |
| 4 总结 |
（10）氢燃料发动机分路喷射电子控制系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源与研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题背景 |
| 1.2 氢燃料发动机发展概况 |
| 1.2.1 国外发展概况 |
| 1.2.2 国内发展概况 |
| 1.3 本次研究的研究内容与意义 |
| 1.3.1 本次研究的主要内容 |
| 1.3.2 本次研究的意义 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 氢燃料发动机分路喷射系统 |
| 2.1 氢燃料发动机分路喷射策略 |
| 2.2 氢燃料发动机分路喷射电子控制系统 |
| 2.3 氢燃料发动机分路喷射软件设计 |
| 2.4 异常燃烧的检测 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 氢燃料发动机分路喷射监控标定系统的开发 |
| 3.1 数据通信 |
| 3.1.1 CAN总线概述 |
| 3.1.2 CAN总线的组成与工作过程 |
| 3.1.3 CAN总线设计 |
| 3.2 标定协议 |
| 3.2.1 CCP协议概述 |
| 3.2.2 CCP协议的组成与工作过程 |
| 3.2.3 标定存储 |
| 3.3 基于LabVIEW的监测状态机 |
| 3.3.1 状态机的功能需求 |
| 3.3.2 状态机的软件平台——LabVIEW |
| 3.3.3 LabVIEW的开发环境 |
| 3.3.4 监测系统的组成 |
| 3.3.5 状态机的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 氢燃料发动机分路喷射验证试验 |
| 4.1 试验台架介绍 |
| 4.2 实验方案的制定 |
| 4.3 试验数据及其分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 课题总结 |
| 5.2 后期工作与展望 |
| 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、氢燃料发动机的应用（论文参考文献）
- [1]可用于轿车和轻型货车的氢燃料发动机[J]. D.SEBOLDT,M.MANSBART,P.GRABNER,H.EICHLSEDER,范明强. 汽车与新动力, 2021(05)
- [2]“双碳”目标下我国船机业的出路[J]. 吕龙德,熊莹. 广东造船, 2021(05)
- [3]喷射策略对氢气/汽油双燃料发动机燃烧与排放影响研究[D]. 李冠廷. 吉林大学, 2021(01)
- [4]中速四冲程船用氢气发动机燃料喷射及燃烧系统优化模拟研究[D]. 孙洪杰. 大连理工大学, 2021(01)
- [5]醇氢燃料在甲醇发动机上的试验研究[J]. 张江华,檀昌雅. 内燃机与动力装置, 2020(06)
- [6]喷射方式对氢燃料内燃机混合气形成、燃烧及排放的影响研究[D]. 刘海朝. 西安理工大学, 2020
- [7]氢发动机EGR与多次喷射耦合电子控制系统研究[D]. 郭鹏翔. 华北水利水电大学, 2020
- [8]中低转速下不同EGR率对氢燃料发动机性能的影响[D]. 刘永辉. 华北水利水电大学, 2020
- [9]氢燃料发动机关键零部件时变可靠性设计分析[J]. 郭朋彦,任赟. 汽车实用技术, 2019(24)
- [10]氢燃料发动机分路喷射电子控制系统的研究[D]. 梁浩. 华北水利水电大学, 2018(12)