双燃料发动机的排放算法与误差因素研究

发布时间：2017-10-19 10:13

  本文关键词：双燃料发动机的排放算法与误差因素研究

  更多相关文章： 双燃料发动机 排放算法 误差分析

【摘要】：随着全球船舶保有量的激增,石油的供需矛盾与废气排放引起的环境污染问题受到了航运业的普遍关注。柴油/天然气双燃料发动机由于改动成本低、使用燃料灵活、碳烟排量小等优势,在行业内具有良好的推广前景。在双燃料发动机的排放计算标准正式出台之前,将燃料转化为柴油计算存在着较大的误差。为了更加准确地评价双燃料发动机的排放水平,对排气中的污染物成分进行精准的测试计算就显得尤为重要。本文主要致力于双燃料发动机的排放算法推导与试验参数的测试误差对排放水平的影响程度分析。首先,针对“GB/T 8190.1-1999”中的碳平衡法存在的一些错误,对其进行了修正,并以此为主线推导了双燃料发动机的排放算法。其次,将双燃料发动机中的燃料分别转化为柴油和天然气计算排气流量值,对比结果与准确值,分析误差产生的原因。再次,探讨了发动机排放测试参数的测量误差对各排气组分比排放的影响,可知：燃油成分的测量误差对比排放的影响不大,在计算精度要求不高的情况下可以忽略不计；燃气质量流量的测量值偏小将导致比排放的计算值偏小；功率的测量值偏小导致比排放的计算值偏大；排气组分的浓度测量值偏小将导致自身的比排放值偏小,其余排气组分的比排放值偏大；相对于其他参数,功率的测量误差对比排放结果的影响最大。最后,利用MATLAB软件编制了能够反映发动机排放水平的计算程序,通过对发动机运行范围内的污染物进行排放计算,完成了与实测结果的对比分析。本文推导的计算方法能够准确地反映双燃料发动机的排放水平,为以后的排放测试以及研究工作提供了一定的理论依据。
【关键词】：双燃料发动机 排放算法 误差分析
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U664.1
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 前言10-22
• 1.1 课题的研究背景10-13
• 1.1.1 能源危机与环境问题10-11
• 1.1.2 船舶发动机氮氧化物排放限值11-12
• 1.1.3 船舶发动机硫氧化物排放限值12-13
• 1.2 国内外新能源的探索13-18
• 1.2.1 天然气的优点13-14
• 1.2.2 气体燃料发动机14-15
• 1.2.3 天然气发动机的分类及特点15-16
• 1.2.4 双燃料发动机的特点16-17
• 1.2.5 LNG在双燃料发动机中的应用17-18
• 1.3 双燃料发动机的排放计算研究现状18-20
• 1.3.1 发动机排气流量的测量方法18-19
• 1.3.2 燃料发动机的排放计算19-20
• 1.4 理论意义和应用价值20
• 1.5 本文主要研究内容20-21
• 1.6 本章小结21-22
• 第2章 双燃料发动机排放算法的推导22-40
• 2.1 衡量发动机排放性能的评价指标22-23
• 2.2 发动机的排放计算方法23-31
• 2.2.1 碳平衡法的重新推导23-30
• 2.2.2 一步法30-31
• 2.3 天然气模式排放算法的推导31-35
• 2.4 双燃料发动机的排放计算标准35-36
• 2.5 基于碳平衡法的双燃料发动机排放算法的推导36-38
• 2.6 本章小结38-40
• 第3章 不同算法之间的对比分析40-49
• 3.1 双燃料发动机的排气流量计算40-43
• 3.1.1 一步法计算双燃料发动机的排气流量42
• 3.1.2 碳平衡法计算双燃料发动机的排气流量42-43
• 3.2 双燃料转化为单一燃料计算的误差分析43-45
• 3.3 天然气替代率对双燃料发动机排放水平的影响45-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第4章 试验参数的测量误差对发动机排放水平的影响49-58
• 4.1 CO和HC的浓度变化对排放的影响49-51
• 4.2 测试误差对排放的影响51-56
• 4.2.1 燃料成分的测量误差51-53
• 4.2.2 燃气质量流量的测量误差53-54
• 4.2.3 排气组分浓度的测量误差54-55
• 4.2.4 发动机功率的测量误差55-56
• 4.3 本章小结56-58
• 第5章 发动机排放计算软件的设计58-68
• 5.1 MATLAB/GUI编程概述58-59
• 5.1.1 GUI功能简介58
• 5.1.2 GUI程序设计58-59
• 5.1.3 M文件界面的程序设计59
• 5.2 本文的软件设计59-67
• 5.2.1 本文的GUI设计60-64
• 5.2.2 本文程序的代码实现64-66
• 5.2.3 MATLAB与Excel的接合66-67
• 5.3 本章小结67-68
• 第6章 结论与展望68-70
• 6.1 本文主要结论68-69
• 6.2 后期工作展望69-70
• 参考文献70-75
• 致谢75-76
• 作者简介76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 徐富水;秦江涛;李静波;邹博文;罗福强;;CNG—柴油双燃料电控发动机试验研究[J];车用发动机;2012年01期

2 张红建 ,郁秀峰;柴油机排放法规及计算方法的对比研究[J];柴油机设计与制造;2001年02期

3 高献坤,徐国强,侯瑞娟;CNG/柴油双燃料发动机供气技术发展与趋势[J];柴油机;2005年02期

4 孙培廷,黄连中;船舶柴油机动力装置与环境的研究[J];大连海事大学学报;2000年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 李磊;基于MATLAB GUI的数字图像处理系统设计[D];成都理工大学;2012年

，

本文编号：1060512