发电ⅢA内置EGR发动机开发

发布时间：2017-10-14 19:24

  本文关键词：发电ⅢA内置EGR发动机开发

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【摘要】：柴油机具有燃油消耗率低和热效率高等特点,有着良好的动力性和经济性,柴油机配套的发电机组在发电领域有着广泛的应用。随着非道路排放法规的不断提高,满足ⅢA排放要求的发电产品开发需求提上日程,根据公司规划,开发发电ⅢA柴油机。满足ⅢA排放,需要控制NOX排放,并兼顾PM排放。废气再循环(Exhatst Gas Recirculation,简称EGR)是有效降低NOX排放的措施之一,该技术成本低,对加工和售后要求低,比较适合我国的国情。根据由缸外还是缸内引入废气,EGR可分为外置EGR和内置EGR。内置EGR结构简单并且成本低,利用配气机构的特殊设计,目前有两种方法可以实现内置EGR,一种是进气门两次开启实现内置EGR,一种是排气门两次开启实现内置EGR。这两种方法都是通过改变凸轮轴结构来实现EGR的功能,本文研究的是采用进气门两次开启实现内置EGR的技术路线。随着计算机控制技术的发展,柴油机的控制逐渐从机械控制等方式转变成了电控系统对有柴油机的控制,柴油机高压共轨电控系统能够实现对燃油喷射压力,喷油提前角、燃油喷射量和燃油喷射持续期等参数的精确控制,从而有效降低柴油机排放污染物。本文的研究应用了电控高压共轨系统,通过系统标定,实现了排放结果满足法规要求。增压系统主要通过增压压力和增压温度影响柴油机的排放,当提高增压压力时,可以提高柴油机的空燃比,这样可以有效降低PM,不过增压器后进气温度提高,NOX会有所增加。采用中冷技术,可以有效降低增压后的空气温度,这样可以大大降低NOX排放,同时也使PM排放也有所降低。同时,发动机进气温度降低后,延长了滞燃期,燃烧压力提升,可提高柴油机经济性和降低HC排放。考虑成本等因素,本文的研究应用了固定截面增压器,同时为了控制中冷后气温,采用水冷中冷器模拟空空中冷器。本文主要研究了不同EGR率凸轮轴匹配、不同流量与不同类型喷嘴电控喷油器匹配和不同废气涡轮增压器匹配等,通过对比不同配置对柴油机性能参数和排放参数的影响,优选了柴油机配置。通过电控高压共轨系统标定,柴油机满足了ⅢA排放要求,进行了耐久试验,研究了柴油机的可靠性和耐久性等。
【关键词】：发电柴油机 ⅢA排放法规 内置EGR 性能优化
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK42
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 引言11
• 1.2 柴油机主要排放污染物及生成机理11-13
• 1.3 非道路柴油机排放法规13-16
• 1.4 我国非道路柴油机及发电柴油机现状16-17
• 1.5 本文研究的主要内容17-19
• 第2章 降低柴油机排放物的措施及系统19-27
• 2.1 EGR技术及系统19-20
• 2.2 电控高压共轨技术及系统20-23
• 2.2.1 高压油泵21-22
• 2.2.2 电控喷油器22
• 2.2.3 共轨管和轨压传感器22
• 2.2.4 电控单元22-23
• 2.3 增压中冷技术及系统23-25
• 2.4 本章小结25-27
• 第3章 试验方案设计27-31
• 3.1 试验用发动机27-28
• 3.2 试验装置28
• 3.3 试验用油料28
• 3.4 试验循环28
• 3.5 排放限值及工程目标28
• 3.6 试验内容28-29
• 3.7 试验方法29
• 3.8 电控数据标定系统29-30
• 3.9 本章小结30-31
• 第4章 柴油机匹配试验结果31-51
• 4.1 凸轮轴匹配试验31-32
• 4.1.1 凸轮轴方案31
• 4.1.2 凸轮轴匹配试验结果31-32
• 4.2 喷油器匹配试验32-43
• 4.2.1 喷油器方案32
• 4.2.2 不同流量喷油器匹配试验结果32-38
• 4.2.3 不同类型喷嘴喷油器匹配试验结果38-43
• 4.3 增压器匹配试验43-49
• 4.3.1 增压器方案43-44
• 4.3.2 增压器匹配试验结果44-49
• 4.4 本章小结49-51
• 第5章 柴油机耐久试验结果51-57
• 5.1 试验循环介绍51
• 5.2 耐久试验过程51-56
• 5.2.1 耐久试验准备51
• 5.2.2 柴油机磨合51-52
• 5.2.3 耐久前性能试验情况52-53
• 5.2.4 耐久试验情况53-54
• 5.2.5 耐久后性能试验情况54-55
• 5.2.6 柴油机拆检情况55-56
• 5.3 本章小节56-57
• 第6章 结论与展望57-59
• 6.1 结论57
• 6.2 展望57-59
• 参考文献59-63
• 作者简介63-65
• 致谢65

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本文编号：1032735