气体燃料发动机技术与应用现状分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

第一部分：目的及意义（含国内外的研究现状分析）

1.1课题背景分析

内燃机产生已经有一百多年了，给人们的生活带来了巨大的改变，同时也加快了地球上化石燃料的消耗。与此同时，内燃机燃烧的产物也污染了环境。近些年来，特别是进入新世纪以来，能源短缺，环境污染就成为了人们不得不考虑的问题。为了内燃机的持续发展，寻找替代能源就成了不可逆转的趋势，借此来降低化石燃料的消耗速率，也为了减少对环境的污染。

到目前为止，人们已经研究出了很多种内燃机代用燃料，液态的代用燃料有：醇类燃料、二甲醚、煤制油、生物柴油等，气态的代用燃料主要有：液化石油气（LPG）、天然气（NG）、沼气、煤层气、氢气等[]。在这些替代燃料里，天然气清洁、对环境污染小、成本比较低、而且可以延长发动机寿命，因此，天然气运用的最广泛。

气体燃料发动机也有很多种，气体燃料发动机按其使用燃料的特点分为:单一气体燃料发动机、两用燃料发动机和双燃料发动机。

两用燃料发动机有：汽油-CNG发动机，汽油-LPG发动机等，柴油-沼气双燃料发动机，柴油-CNG双燃料发动机、柴油-LPG双燃料发动机、氢气发动机等。

国外从上一个世纪就有了天然气汽车，70年代后,由于石油危机和大气污染,世界各国竞相研制天然气汽车。目前,全世界已经有40多个国家和地区拥有天然气汽车,保有量超过600多万辆。其中,液化石油气汽车500多万辆,压缩天然气汽车(CNGV)97万辆。已建成天然气充气站4200多万个。截止到2010年，美国已经有120多万辆天然气汽车。2013年意大利天然气汽车的保有量达82万辆，加气站900多座，居世界第7位，但其在欧洲和全球发达国家中，仍然居前列[]。除此之外，在国外，气体燃料也在船舶上广泛的使用了。双燃料发动机在2003年作为船舶动力新型的推进装置出现了。2004年MAN公司推出用于液化天然气主推进装置的二冲程柴油机，2005年推出二冲程电控喷射双燃料发动机燃料为液化天然气、重油，单机单桨或者双机双桨直接传动[]。表一给出了国外天然气汽车及充气站的数量。在国外，天然气作为代用燃料已经广泛的使用，也得到了快速的发展。

表一国外部分国家天然气汽车及充气站的数量[]

我国的天然气汽车的发展起步比较晚。如果从1989年3月14日四川省自贡市荣县CNG加气站开始算起，我国天然气汽车的发展已走过了26个年头。截止2014年年底我国天然气汽车保有量已达459.5万辆（其中LNG汽车保有量为18.4万辆），加气站近7000座（其中LNG加注站2500座左右）[]。不仅如此，我国船舶上使用气体燃料发动机也是屡见不鲜。2010年，我国首艘LNG-柴油双燃料动力船舶试航成功，在此以后我国LNG燃料动力船舶数量快速增长。我国的LNG动力船舶主要以改造为主。从2010-2015“武拖轮302”、“红日166”、“海川3号”、“西江兴桂3608”等相继完成LNG动力改造。2011以后，济柴、玉柴等一些知名公司或单位都涉足了双燃料发动机的设计与研究[]。然而在发展的初期，各地都是自发的去研究气体燃料汽车，在技术上呈现出百家争鸣的状况，政府没有制定技术法规，所以这个领域比较混乱。直到进入新世纪，在政府的统一管理下，天然气汽车在我国迅猛发展。

表二我国近五年CNG汽车及加气站数量[]

1.2研究的目的及意义

由于我国最开始都是自发的开始研究天然气汽车，技术比较繁杂，市场监管的时间还不是很长，政府制定的法规还不是很全面。在此时，通过调查研究来总结出气体燃料发动机的发展应用现状就显得尤为重要，对于气体燃料发动机的发展有着重要意义。其意义在于：

1.寻找气体燃料发动机的发展方向；

2.加快气体燃料发动机的推广使用；

3.为相关的法规制定提出一小部分依据；

4.便于其他研究者能够对发展现状有一个整体的了解。

2. 研究的基本内容与方案

第二部分：研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1研究的基本内容

1.对气体燃料发动机的气体燃料进行整体分析；

3. 研究计划与安排

第三部分：进度安排

第1～4周：按要求完成文献检索报告、外文翻译、开题报告；

第5～6周：对读过的文献资料进行分类整理，完成对气体燃料的分析工作；

4. 参考文献（12篇以上）

第四部分：阅读的参考文献不少于15篇（其中近五年外文文献不少于3篇）

[1]周龙保，内燃机学[m],北京：机械工业出版社，2005.1

[2]邹莉，国内外天然气汽车发展状况[j]，汽车研究与开发，1999，