天然气发动机交流点火系统关键技术研究
发布时间：2022-06-03 20:00
点火控制技术是天然气发动机控制的关键技术。当前点火系统存在点火能量不可控（次级电流不可控、放电时间不可控）、火花塞寿命短等缺点,这导致点火系统可靠性低,使用维护成本高。本文提出一种全桥驱动结构的新型交流点火系统,以解决点火系统中点火能量不可控的问题。本文阐明了交流点火系统理论,根据点火系统总体设计要求完成交流点火系统关键电路拓扑结构设计,并通过仿真验证了交流点火系统功能。针对交流点火系统次级电压,本文基于电容电阻模拟负载的平台试验,分析了斩波电流对交流点火系统次级最大电压的影响,验证了次级最大电压随斩波电流的变化规律。针对交流点火系统点火能量,本文引入双向稳压管串模拟负载,试验验证了升压电路电压、斩波电流与驱动脉宽对交流点火系统点火能量的影响。基于试验数据在PSpice软件中建立了交流点火系统点火能量模型,通过仿真,总结了点火能量与斩波电流、驱动脉宽等匹配参数的变化规律。本文建立定容燃烧弹试验平台,通过试验分析了点火能量对可燃混合气燃烧的影响,并进一步研究了在相同点火能量下不同匹配参数对可燃混合气燃烧的影响,归纳了定容燃烧弹内最高温度随点火能量的变化规律。本文最后利用定容燃烧弹试验平台...
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 天然气发动机发展趋势
1.1.1 天然气发动机燃料
1.1.2 天然气发动机主要技术
1.2 点火系统发展及国内外现状
1.2.1 点火系统发展
1.2.2 国内外现状
1.3 主要研究内容与论文结构
第2章 交流点火系统理论与设计
2.1 点火系统设计要求
2.2 交流点火系统结构
2.3 交流点火系统理论基础
2.4 交流点火系统关键电路设计
2.4.1 升压电路
2.4.2 点火驱动电路
2.5 交流点火系统功能仿真研究
2.5.1 驱动电路仿真研究
2.5.2 次级电压仿真研究
2.6 本章小结
第3章 基于模拟负载的交流点火系统性能研究
3.1 模拟负载试验设备与条件
3.2 基于电容电阻模拟负载的次级电压试验
3.2.1 电容电阻模拟负载
3.2.2 基于电容电阻模拟负载的次级电压试验
3.3 基于双向稳压管串模拟负载的点火能量试验与仿真
3.3.1 双向稳压管串模拟负载
3.3.2 基于双向稳压管串模拟负载的点火能量试验
3.3.3 基于双向稳压管串模拟负载的点火能量仿真研究
3.4 本章小结
第4章 基于定容燃烧弹的交流点火系统试验研究
4.1 交流点火系统定容燃烧弹试验台架
4.2 基于定容燃烧弹的交流点火系统试验分析
4.2.1 点火能量对可燃混合气燃烧的影响
4.2.2 匹配参数对可燃混合气燃烧的影响
4.2.3 交流点火系统对过量空气系数的适应性
4.3 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 主要创新点
5.3 展望
参考文献
附录
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]电容式多次放电点火系统设计与试验[J]. 刘锐,魏民祥,贝太学,季昊成,常诚. 航空动力学报. 2017(02)
[2]汽油激光诱导火花点火与电火花点火燃烧过程对比研究（英文）[J]. Cang-su XU,Dong-hua FANG,Qi-yuan LUO,Jian MA,Yang XIE,Xu ZHENG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2015(10)
[3]集成化半导体激光点火系统[J]. 曹军胜. 仪器仪表学报. 2014(S1)
[4]天然气发动机点火系统研发的理论与实践(上)[J]. 林峰,杨强,王琼,吴文龙. 现代车用动力. 2014(02)
[5]CNG发动机双线圈点火系统放电特性仿真研究[J]. 靖海国,杨立平,马修真,王晓斌,黄帅. 车用发动机. 2013(02)
[6]高压缩比稀薄燃烧天然气发动机的燃烧与排放特性[J]. 孙慧慧,王天友,张海岩. 天然气工业. 2013(02)
[7]汽油机点火系统混合气击穿电压的实验研究[J]. 任江,邓文谦,刁蔚然,习纲,李君. 汽车与配件. 2012(36)
[8]现代汽油机基于点火能量的点火系统研究[J]. 朱宏飞,杨炳辕,张进,徐衡. 汽车零部件. 2012(05)
[9]汽油机次级线圈标准点火波形分析[J]. 方明煌,汤少岩. 汽车实用技术. 2011(08)
[10]压缩天然气发动机点火驱动的设计与研究[J]. 宋君花,冒晓建,王都,唐航波,王俊席,卓斌. 内燃机工程. 2010(03)
博士论文
[1]缸内直喷CNG发动机稀薄燃烧特性的研究[D]. 黄丫.吉林大学 2015
[2]高性能大功率天然气发动机燃烧系统开发研究[D]. 李树生.山东大学 2013
[3]电控喷射稀燃天然气发动机的关键技术研究[D]. 窦慧莉.吉林大学 2006
硕士论文
[1]缸内增燃减废电火花连锁微波放电机理研究[D]. 闫攀峰.安徽理工大学 2016
[2]电火花放电点火过程能量释放规律研究[D]. 邵惠阁.北京理工大学 2016
[3]基于扭矩的CNG发动机管理系统分析与点火控制研究[D]. 张晟恺.西华大学 2014
[4]液体燃料激光诱导火花点火机理研究[D]. 方栋华.浙江大学 2014
[5]等离子点火系统仿真与实验研究[D]. 李文颉.哈尔滨工程大学 2013
[6]天然气发动机点火系统设计及实验研究[D]. 王晓斌.哈尔滨工程大学 2013
[7]稀薄燃烧方式下等离子点火过程研究[D]. 石磊.大连理工大学 2012
[8]内燃机新型点火方式—微波点火的试验研究与机理模拟[D]. 兰光.清华大学 2012
[9]气体燃料发动机电容放电式点火系统的研究[D]. 王跃.北京交通大学 2011
[10]摩托车汽油机高能点火系统参数优化及设计[D]. 徐宙斌.河南科技大学 2010
本文编号：3653390
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
1.1 天然气发动机发展趋势
1.1.1 天然气发动机燃料
1.1.2 天然气发动机主要技术
1.2 点火系统发展及国内外现状
1.2.1 点火系统发展
1.2.2 国内外现状
1.3 主要研究内容与论文结构
第2章 交流点火系统理论与设计
2.1 点火系统设计要求
2.2 交流点火系统结构
2.3 交流点火系统理论基础
2.4 交流点火系统关键电路设计
2.4.1 升压电路
2.4.2 点火驱动电路
2.5 交流点火系统功能仿真研究
2.5.1 驱动电路仿真研究
2.5.2 次级电压仿真研究
2.6 本章小结
第3章 基于模拟负载的交流点火系统性能研究
3.1 模拟负载试验设备与条件
3.2 基于电容电阻模拟负载的次级电压试验
3.2.1 电容电阻模拟负载
3.2.2 基于电容电阻模拟负载的次级电压试验
3.3 基于双向稳压管串模拟负载的点火能量试验与仿真
3.3.1 双向稳压管串模拟负载
3.3.2 基于双向稳压管串模拟负载的点火能量试验
3.3.3 基于双向稳压管串模拟负载的点火能量仿真研究
3.4 本章小结
第4章 基于定容燃烧弹的交流点火系统试验研究
4.1 交流点火系统定容燃烧弹试验台架
4.2 基于定容燃烧弹的交流点火系统试验分析
4.2.1 点火能量对可燃混合气燃烧的影响
4.2.2 匹配参数对可燃混合气燃烧的影响
4.2.3 交流点火系统对过量空气系数的适应性
4.3 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 总结
5.2 主要创新点
5.3 展望
参考文献
附录
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]电容式多次放电点火系统设计与试验[J]. 刘锐,魏民祥,贝太学,季昊成,常诚. 航空动力学报. 2017(02)
[2]汽油激光诱导火花点火与电火花点火燃烧过程对比研究（英文）[J]. Cang-su XU,Dong-hua FANG,Qi-yuan LUO,Jian MA,Yang XIE,Xu ZHENG. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2015(10)
[3]集成化半导体激光点火系统[J]. 曹军胜. 仪器仪表学报. 2014(S1)
[4]天然气发动机点火系统研发的理论与实践(上)[J]. 林峰,杨强,王琼,吴文龙. 现代车用动力. 2014(02)
[5]CNG发动机双线圈点火系统放电特性仿真研究[J]. 靖海国,杨立平,马修真,王晓斌,黄帅. 车用发动机. 2013(02)
[6]高压缩比稀薄燃烧天然气发动机的燃烧与排放特性[J]. 孙慧慧,王天友,张海岩. 天然气工业. 2013(02)
[7]汽油机点火系统混合气击穿电压的实验研究[J]. 任江,邓文谦,刁蔚然,习纲,李君. 汽车与配件. 2012(36)
[8]现代汽油机基于点火能量的点火系统研究[J]. 朱宏飞,杨炳辕,张进,徐衡. 汽车零部件. 2012(05)
[9]汽油机次级线圈标准点火波形分析[J]. 方明煌,汤少岩. 汽车实用技术. 2011(08)
[10]压缩天然气发动机点火驱动的设计与研究[J]. 宋君花,冒晓建,王都,唐航波,王俊席,卓斌. 内燃机工程. 2010(03)
博士论文
[1]缸内直喷CNG发动机稀薄燃烧特性的研究[D]. 黄丫.吉林大学 2015
[2]高性能大功率天然气发动机燃烧系统开发研究[D]. 李树生.山东大学 2013
[3]电控喷射稀燃天然气发动机的关键技术研究[D]. 窦慧莉.吉林大学 2006
硕士论文
[1]缸内增燃减废电火花连锁微波放电机理研究[D]. 闫攀峰.安徽理工大学 2016
[2]电火花放电点火过程能量释放规律研究[D]. 邵惠阁.北京理工大学 2016
[3]基于扭矩的CNG发动机管理系统分析与点火控制研究[D]. 张晟恺.西华大学 2014
[4]液体燃料激光诱导火花点火机理研究[D]. 方栋华.浙江大学 2014
[5]等离子点火系统仿真与实验研究[D]. 李文颉.哈尔滨工程大学 2013
[6]天然气发动机点火系统设计及实验研究[D]. 王晓斌.哈尔滨工程大学 2013
[7]稀薄燃烧方式下等离子点火过程研究[D]. 石磊.大连理工大学 2012
[8]内燃机新型点火方式—微波点火的试验研究与机理模拟[D]. 兰光.清华大学 2012
[9]气体燃料发动机电容放电式点火系统的研究[D]. 王跃.北京交通大学 2011
[10]摩托车汽油机高能点火系统参数优化及设计[D]. 徐宙斌.河南科技大学 2010
本文编号：3653390
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