缸内直喷LNG/柴油双燃料供给系统和电控策略的研究开发
发布时间：2023-04-28 01:30
随着能源与环境问题的日益突出。在所有排放中，船舶发动机的排放占有很大的比例。为了能够满足国际海事组织（IMO）将要实施的Tier III船舶排放标准，天然气由于其已探明的储量大，且碳氢比低，排放好等特点，受到人们的广泛关注。如何更好的利用天然气作为发动机燃料，已成为一个研究的热点。 目前在发动机领域对天然气的运用多处于气态形式。因此其燃料供给系统都是供给气态天然气的系统。这样虽然有效地降低了碳烟颗粒和温室气体的排放，但是对NOx排放物的改善并不明显。若采用天然气以液态的形式喷入发动机缸内，这样不仅可以降低碳烟颗粒和温室气体的排放，还可以利用液态天然气在气缸内汽化潜热，有效地降低缸内最高温度，进而降低NOx的产生。这就要求研究和设计一套液态天然气的燃料供给系统。 本文主要任务是为6L21/31中速柴油机改装为柴油/LNG双燃料发动机所需的燃料供给与控制系统建模并仿真。通过对现有柴油和天然气燃料供给系统的分析，确定了改装后柴油和天然气燃料供给系统的形式，即柴油使用高压共轨系统作为燃料供给系统，而液态天然气之前没有相应的供给系统，本文采用高压共轨燃料供给系统的工作形式作为液态天然气的供给系统...
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.2 课题发展现状以及国内、外研究与发展趋势
1.2.1 LNG 发动机燃料供给系统的发展以及国内外的研究现状
1.2.2 双燃料发动机控制系统的发展以及国内外的研究现状
1.3 本文主要的研究工作
第2章 LNG/柴油双燃料发动机设计方案的研究
2.1 燃料供给系统方案的确定
2.1.1 现代柴油机的电控喷油系统的几种方式
2.1.2 柴油供给系统的确定与工作原理分析
2.1.3 天然气的供给系统的几种方式以及方案的确定
2.2 双燃料发动机的电控系统的确定
2.3 本章小结
第3章 柴油/LNG 双燃料发动机燃料供给系统模型的建立与研究
3.1 高压共轨燃油供给系统的组成
3.1.1 高压油泵的组成与工作原理
3.1.2 共轨管的组成及其工作原理
3.1.2.1 压力限制阀
3.1.2.2 流量限制阀
3.1.3 喷油器组成与工作原理
3.2 高压共轨系统的数学模型
3.2.1 计算模型描述
3.2.2 高压供油泵的数学模型
3.2.3 共轨部件数学模型
3.2.4 共轨喷油器数学模型
3.3 柴油燃料供给系统的建模
3.3.1 高压共轨系统数值模拟软件的选择
3.3.2 高压共轨燃油喷射系统的各个部分的建模
3.3.2.1 管路模型的选型
3.3.2.2 高压油泵模型的建立
3.3.2.3 共轨管模型的建立
3.3.2.4 喷油器模型的建立
3.3.3 柴油燃料高压共轨系统总体仿真模型的建立
3.4 LNG 燃料供给系统的建立
3.5 本章小结
第4章 双燃料发动机控制系统的建模
4.1 ECU 控制策略的选择
4.1.1 轨压的控制策略
4.2 控制系统的建模
4.2.1 电控系统建模软件的选择
4.2.2 双燃料控制系统的模型的建立
4.3 本章小结
第5章 双燃料供给系统的仿真分析
5.1 柴油喷油器主要参数对喷油特性影响的分析
5.1.1 共轨压力对柴油喷油器喷油特性的影响
5.1.2 控制腔进、出油节流孔对喷油器喷油特性的影响
5.1.3 控制腔活塞直径对喷油器喷油特性的影响
5.1.4 控制腔活塞质量对喷油器喷油特性的影响
5.2 柴油喷油器喷射柴油与 LNG 的喷射特性对比
5.3 LNG 喷油器参数对喷油器特性影响的分析
5.3.1 出油节流孔 A 参数对喷油速率的影响
5.3.2 进油节流孔 Z 参数对喷油速率的影响
5.3.3 不同轨压对喷油器性能的影响
5.3.4 控制腔顶杆的柱塞面积对喷油器的影响
5.3.5 喷油嘴针阀底座的喷孔直径对喷油器喷油特性的影响
5.4 燃料供给系统和电控系统的联合仿真
5.4.1 6L21/31 中速柴油机的参数以及改装计算
5.4.2 燃料供给系统与电控系统联合仿真的结果分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文工作的总结
6.2 展望
参考文献
致谢
本文编号：3803465
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景和意义
1.2 课题发展现状以及国内、外研究与发展趋势
1.2.1 LNG 发动机燃料供给系统的发展以及国内外的研究现状
1.2.2 双燃料发动机控制系统的发展以及国内外的研究现状
1.3 本文主要的研究工作
第2章 LNG/柴油双燃料发动机设计方案的研究
2.1 燃料供给系统方案的确定
2.1.1 现代柴油机的电控喷油系统的几种方式
2.1.2 柴油供给系统的确定与工作原理分析
2.1.3 天然气的供给系统的几种方式以及方案的确定
2.2 双燃料发动机的电控系统的确定
2.3 本章小结
第3章 柴油/LNG 双燃料发动机燃料供给系统模型的建立与研究
3.1 高压共轨燃油供给系统的组成
3.1.1 高压油泵的组成与工作原理
3.1.2 共轨管的组成及其工作原理
3.1.2.1 压力限制阀
3.1.2.2 流量限制阀
3.1.3 喷油器组成与工作原理
3.2 高压共轨系统的数学模型
3.2.1 计算模型描述
3.2.2 高压供油泵的数学模型
3.2.3 共轨部件数学模型
3.2.4 共轨喷油器数学模型
3.3 柴油燃料供给系统的建模
3.3.1 高压共轨系统数值模拟软件的选择
3.3.2 高压共轨燃油喷射系统的各个部分的建模
3.3.2.1 管路模型的选型
3.3.2.2 高压油泵模型的建立
3.3.2.3 共轨管模型的建立
3.3.2.4 喷油器模型的建立
3.3.3 柴油燃料高压共轨系统总体仿真模型的建立
3.4 LNG 燃料供给系统的建立
3.5 本章小结
第4章 双燃料发动机控制系统的建模
4.1 ECU 控制策略的选择
4.1.1 轨压的控制策略
4.2 控制系统的建模
4.2.1 电控系统建模软件的选择
4.2.2 双燃料控制系统的模型的建立
4.3 本章小结
第5章 双燃料供给系统的仿真分析
5.1 柴油喷油器主要参数对喷油特性影响的分析
5.1.1 共轨压力对柴油喷油器喷油特性的影响
5.1.2 控制腔进、出油节流孔对喷油器喷油特性的影响
5.1.3 控制腔活塞直径对喷油器喷油特性的影响
5.1.4 控制腔活塞质量对喷油器喷油特性的影响
5.2 柴油喷油器喷射柴油与 LNG 的喷射特性对比
5.3 LNG 喷油器参数对喷油器特性影响的分析
5.3.1 出油节流孔 A 参数对喷油速率的影响
5.3.2 进油节流孔 Z 参数对喷油速率的影响
5.3.3 不同轨压对喷油器性能的影响
5.3.4 控制腔顶杆的柱塞面积对喷油器的影响
5.3.5 喷油嘴针阀底座的喷孔直径对喷油器喷油特性的影响
5.4 燃料供给系统和电控系统的联合仿真
5.4.1 6L21/31 中速柴油机的参数以及改装计算
5.4.2 燃料供给系统与电控系统联合仿真的结果分析
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 全文工作的总结
6.2 展望
参考文献
致谢
本文编号：3803465
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