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1. 研究目的与意义（文献综述）
天然气发动机是使用天然气作为燃料的内燃机，与传统的汽油机和柴油机相比，具有低排放和低成本的优势，其尾气中大气污染物非常低，能够有效减少大气污染起到保护环境的作用。和汽油、柴油价格相比，在同等的热量值内，每立方天然气价格近乎是每升汽油、柴油价格的一半，在发动机燃料利用率相近的情况下，天然气发动机的燃料费自然就比汽油、柴油发动机降低了近一半，从而大大降低了其运行费用，同时天然气的使用也减少了燃油的需要，一定程度上也缓解石油资源的压力。[1,2,3]。
随着大气环境污染问题日益严峻，石油能源危机问题日渐突出，世界各地都在寻找可替代石油的清洁能源。天然气作为替代石油的清洁燃料之一，具有资源丰富，成本低，排放清洁等优点，市场前景较为广阔，是发动机代用燃料的首选。[2,3]自上世纪年代初期天然气发动机问世以来，经过八十年的发展，天然气发动机技术已日趋成熟，目前来看，大部分天然气发动机都是由现有的柴油机或者汽油机机型基础上改型而来的，其功率和经济性能大都较原机型差，可适当提高天然气发动机的压缩比来改善其动力性与经济性。[4]左承基[5]对火花式点火天然气发动机试验研究表明:随着压缩比的增加，天然气发动机燃烧速率加快，气缸燃烧压力和温度升高，热效率明显提高，但压缩比的提高受到爆震等不正常燃烧的限制，因此要在提高压缩比的同时，对天然气发动机燃烧系统进行优化以降低其爆震倾向。[5]
陈良[6]对气体发动机的燃烧和排放特性研究表明：一般地说来，天然气发动机的热效率比柴油机低10%~20%。但近几年来，由于燃烧系统的研究取得了很大进展，使得天然气发动机的热效率有了很大提高，国外有的先进的天然气发动机的热效率已经接近柴油机的水平。天然气发动机的污染排放量比柴油机和汽油机都低，特别是nox低、无烟，是目前最清洁的发动机。[5]同时，天然气价格低，尤其是在油田或输气管线附近，可以就地采用，其经济效益就更加显著。因此，采用天然气发动机是最近20年内节约能源、净化空气最合理的方法。[6]
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究内容
本文通过详细了解天然气发动机结构和工作原理，建立高压缩比天然气发动机的三维仿真模型，利用发动机台架试验的基本参数确定初始条件及边界条件，并对acd320天然气发动机进行标定；根据天然气发动机燃烧模型对爆震工况下缸内燃烧情况进行模拟，引出可以用来预测爆震发生的概率和强度的虚拟标量，以判断缸内什么时候能达到爆震，以及发生爆震的区域和强度，研究不同形状的燃烧室对爆震倾向的影响以及不同点火提前角和过量空气系数对发动机性能的影响。
2.2研究目标
3. 研究计划与安排
（1）查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需技术方案及措施。确定方案，完成英文翻译、文献阅读报告及开题报告；（第1周—第3周）
（2）查找并阅读文献，总结归纳国内外气体机机爆震的原因及解决方法；针对acd320型船用中速气体机，详细分析其结构及工作原理； （第4周—第5周）
（3）学习仿真计算软件avl/fire，收集气体机相关参数，完成高压缩比天然气发
4. 参考文献（12篇以上）
[1]邵 奇，王 宁 ，闫立贺 天然气发动机应用研究进展[a].:当代化工 2015(07)
[2]马永新 ，姜明月 天然气发动机汽车的优势和发展现状[a] :内燃机与配件 2018
[3]支琪. 大缸径天然气发动机性能模拟[d]. : 西南交通大学,2011.
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