船用天然气发动机控制及性能实验研究

发布时间：2021-06-25 06:33

　　排放法规的日益严格促使各大船用主机厂商纷纷研发船用天然气发动机技术,对于国内而言,船用天然气发动机研究主要集中在软硬件设计开发及其优化方面,对于发动机性能的研究尚处于初步探索阶段,因此,对船用天然气发动机电控系统设计开发,并通过实验研究主要控制参数对发动机性能的影响规律,对于提高发动机动力性和经济性、降低排放具有较高的学术价值和工程应用价值。本文以玉柴YC6K400LN-C30天然气发动机为原型机,加装一套多点燃气喷射系统,重新设计开发船用天然气发动机控制器,完成了硬件设计、基础软件设计以及控制策略开发,并完成了控制器软硬件联调。在此基础上,进行了船用天然气发动机单点和多点喷射系统开环标定实验,根据实验结果得到控制策略所需要的MAP图,并对发动机在所选工况点下的稳态性能进行了实验研究。实验结果表明,转速稳态波动率最大不超过0.89%,过量空气系数稳态波动率不超过1%,满足性能实验研究需求。发动机处于低负荷中低转速,经济性较差,排放较高,因此,本文在开环标定实验和稳态性能验证的基础上选定三个低负荷低转速的工况点,采用控制变量法研究点火正时、喷射正时和过量空气系数对发动机燃烧特性、经济性和... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

全球及主要经济体能源结构图

一体式电路盖板直流伺服电机减速齿轮组节气门体位置传感器 复位弹簧图 2.1 电子节气门结构示意图2.1.2 点火系统天然气发动机不同于柴油机压燃着火的点火方式，一般采用火花塞点火方式引燃缸内混合燃气。点火系统一般由以下三部分组成：高能点火线圈，高压点火线以及火花塞，本文中高能点火线圈采用株洲火炬公司生产的 DQR2234 型点火线圈及配套高压点火线，

火花塞电极之间击穿电压可高达 20KV，图2.2 是本文中天然气发动机所使用的点火系统。图 2.2 点火系统实物图为了使天然气发动机缸内混合气能够被火花塞跳火产生的火核引燃，除了需要控制缸内混合气空燃比之外，火核的大小是其中不可忽视的一个影响因素。火核的形成与多种因素相关，本文中选用的 NGK-Laser Platinum 火花塞电极间隙不可调，因此点火能量直接决定着火核的形成，根据式（2-1）可知，点火能量又与充电电流直接相关，本文在第 2.2.2 节中详细介绍点火线圈的工作原理，并在 3.2 小节中研究充电时间与充电电流大小的关系，并通过点火系统软硬件联调的方式确定最终充电时长。20 012= = =t iE uidt Lidi LI (2-1)式中：E —点火能量/J；u—驱动电压/V；i —初级线圈电流/A；L—初级线圈电感/H；I —初级线圈断开时最大电流/A；t —充电时间/s；2.1.3 电磁喷射阀本文中使用的天然气发动机原型机为单点喷射，经过改装之后，在原有机型上加装了一套多点喷射系统，两种喷射方式采用的均为 Hoerbiger-GV12 电磁喷射阀，其具体规格参数如表 2.2 所示。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3248696