柴油/天然气双燃料发动机燃烧循环变动研究
发布时间：2021-10-07 11:13
21世纪以来，全球面临着能源短缺与环境污染两大问题，寻找替代能源，缓解石油危机已成为当务之急。天然气作为代用燃料，具有资源丰富，能量密度高，高效清洁等优点，成为最具开发前景的能源之一。燃烧循环变动是点燃式发动机在低转速、低负荷时一种常见的不规则燃烧现象，在本文所研究的柴油/天然气双燃料发动机平台上尤具特殊性。该发动机在采用双燃料模式时，少量柴油提前喷射先行着火燃烧，再由其产生的着火源点燃周围的天然气-空气混合气。在整个燃烧过程中包含引燃柴油的自然着火阶段和由引燃柴油着火所点燃天然气的强迫着火阶段。引燃柴油的持续稳定着火，其着火源能量、着火点数目及其在缸内的分布直接决定着先期火焰的传播轨迹、初始传播速率和向整个燃烧室的发展进程，此过程中会出现较明显的循环波动。本文围绕一台柴油/天然气双燃料发动机，建立台架试验测控平台，在A25工况（转速1334r/min，扭矩375N·m）时，分别研究天然气能量替代率和引燃柴油喷射时刻对发动机不同燃烧循环变动表征参数影响规律，并且描述了不同燃烧关键边界条件对缸内着火过程的影响。研究发现，随着天然气替代率的增高，最高燃烧压力逐渐降低，并且其对应的曲轴转角出...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
潍柴WP12HDPI天然气发动机
第 1 章 绪论柴油/天然气双燃料机，主要作为发电辅机与船用主机使用，燃料控制系统根据实时工况自动进行单柴油/双燃料模式切换，全工况优化了引燃柴油喷射量，将天然气替代率最大化，综合天然气替代率高于 70%，经济性优异。发动机整体可靠性增强，关键零部件设计寿命增长，大量减少有害物排放，达到 IMOⅡ阶段标准。在第十二届内燃机展上，潍柴集团展示了其最新研发的 WP12HDPI 天然气发动机，运行采用单柴油或柴油/天然气双燃料两种燃料供给模式，并且实现了天然气高压缸内直喷技术，成为我国第一台按照HPDI（High Pressure Direct Injection）原理生产制造的发动机。在压缩冲程后期，通过高压共轨系统向缸内喷入少量柴油，柴油压缩着火，并且同时用 300bar 的压力向缸内喷入天然气，在缸内直接着火燃烧，天然气作为主燃料燃烧。HPDI 技术的天然气发动机可以最大化的保证发动机的动力性，使得扭矩、功率与原机相近。大量使用天然气清洁燃料，降低有害物排放，满足国Ⅴ标准。图 1.1 为潍柴 WP12HDPI 天然气发动机。
图 2.1 试验用柴油/天然气双燃料发动机图 2.2 双 ECU 控制系统 图 2.3 柴油高压油泵和天然气减压试验测试设备本试验中所用的控制系统软件集成了日本电装公司电控高压共轨系统 ECU 制 ECU，可是实现对发动机全工况的试验能力，并且试验重复性高。试验中为洛阳南峰机电设备制造有限公司生产的电涡流测功机 CW440 型，该款测
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同比例甲醇柴油对柴油机循环变动的影响[J]. 王丁丁,王铁,冯星,廖文蓉,史伟奇,邓永慧,汪恒. 小型内燃机与摩托车. 2013(01)
[2]排气再循环下柴油引燃天然气发动机循环变动特性研究[J]. 孙璐,刘亦夫,周磊,曾科. 西安交通大学学报. 2013(03)
[3]直喷式天然气发动机不同压缩比下燃烧循环变动规律[J]. 郑建军,黄佐华,王金华,王彬,宁德忠,张英佳. 内燃机学报. 2011(02)
[4]轿车柴油机燃用生物柴油的循环变动特性[J]. 何中兵,胡志远,谭丕强,楼狄明. 车用发动机. 2011(01)
[5]柴油机预混合燃烧循环变动特性研究[J]. 郑金保,缪雪龙,王先勇,洪建海,陈希颖. 内燃机工程. 2011(01)
[6]多缸汽油HCCI发动机燃烧循环变动的研究[J]. 王志,张志福,徐帆,阳冬波,王建昕. 内燃机工程. 2010(03)
[7]内燃机循环变动的理论研究[J]. 连振中. 山西建筑. 2009(28)
[8]6190燃气发动机循环变动试验研究[J]. 宋宗义,柏芹水,周国庆,丁德新. 车用发动机. 2009(04)
[9]玉柴推出首台双燃料发动机[J]. 建筑机械化. 2009(07)
[10]世界各国汽车排放法规的发展历程[J]. 龚为佳,沈卫东,刘训标,刘江. 重型汽车. 2009(03)
博士论文
[1]稀燃天然气发动机燃烧循环变动特性及动力学特征研究[D]. 姚宝峰.北京交通大学 2011
硕士论文
[1]天然气发动机工作过程及进气均匀性研究[D]. 郭鹏.山东大学 2014
[2]天然气发动机燃烧循环变动的试验分析与仿真研究[D]. 杨晨波.北京交通大学 2010
[3]柴油/天然气双燃料发动机性能模拟研究[D]. 尹佳.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：3421934
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
潍柴WP12HDPI天然气发动机
第 1 章 绪论柴油/天然气双燃料机，主要作为发电辅机与船用主机使用，燃料控制系统根据实时工况自动进行单柴油/双燃料模式切换，全工况优化了引燃柴油喷射量，将天然气替代率最大化，综合天然气替代率高于 70%，经济性优异。发动机整体可靠性增强，关键零部件设计寿命增长，大量减少有害物排放，达到 IMOⅡ阶段标准。在第十二届内燃机展上，潍柴集团展示了其最新研发的 WP12HDPI 天然气发动机，运行采用单柴油或柴油/天然气双燃料两种燃料供给模式，并且实现了天然气高压缸内直喷技术，成为我国第一台按照HPDI（High Pressure Direct Injection）原理生产制造的发动机。在压缩冲程后期，通过高压共轨系统向缸内喷入少量柴油，柴油压缩着火，并且同时用 300bar 的压力向缸内喷入天然气，在缸内直接着火燃烧，天然气作为主燃料燃烧。HPDI 技术的天然气发动机可以最大化的保证发动机的动力性，使得扭矩、功率与原机相近。大量使用天然气清洁燃料，降低有害物排放，满足国Ⅴ标准。图 1.1 为潍柴 WP12HDPI 天然气发动机。
图 2.1 试验用柴油/天然气双燃料发动机图 2.2 双 ECU 控制系统 图 2.3 柴油高压油泵和天然气减压试验测试设备本试验中所用的控制系统软件集成了日本电装公司电控高压共轨系统 ECU 制 ECU，可是实现对发动机全工况的试验能力，并且试验重复性高。试验中为洛阳南峰机电设备制造有限公司生产的电涡流测功机 CW440 型，该款测
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同比例甲醇柴油对柴油机循环变动的影响[J]. 王丁丁,王铁,冯星,廖文蓉,史伟奇,邓永慧,汪恒. 小型内燃机与摩托车. 2013(01)
[2]排气再循环下柴油引燃天然气发动机循环变动特性研究[J]. 孙璐,刘亦夫,周磊,曾科. 西安交通大学学报. 2013(03)
[3]直喷式天然气发动机不同压缩比下燃烧循环变动规律[J]. 郑建军,黄佐华,王金华,王彬,宁德忠,张英佳. 内燃机学报. 2011(02)
[4]轿车柴油机燃用生物柴油的循环变动特性[J]. 何中兵,胡志远,谭丕强,楼狄明. 车用发动机. 2011(01)
[5]柴油机预混合燃烧循环变动特性研究[J]. 郑金保,缪雪龙,王先勇,洪建海,陈希颖. 内燃机工程. 2011(01)
[6]多缸汽油HCCI发动机燃烧循环变动的研究[J]. 王志,张志福,徐帆,阳冬波,王建昕. 内燃机工程. 2010(03)
[7]内燃机循环变动的理论研究[J]. 连振中. 山西建筑. 2009(28)
[8]6190燃气发动机循环变动试验研究[J]. 宋宗义,柏芹水,周国庆,丁德新. 车用发动机. 2009(04)
[9]玉柴推出首台双燃料发动机[J]. 建筑机械化. 2009(07)
[10]世界各国汽车排放法规的发展历程[J]. 龚为佳,沈卫东,刘训标,刘江. 重型汽车. 2009(03)
博士论文
[1]稀燃天然气发动机燃烧循环变动特性及动力学特征研究[D]. 姚宝峰.北京交通大学 2011
硕士论文
[1]天然气发动机工作过程及进气均匀性研究[D]. 郭鹏.山东大学 2014
[2]天然气发动机燃烧循环变动的试验分析与仿真研究[D]. 杨晨波.北京交通大学 2010
[3]柴油/天然气双燃料发动机性能模拟研究[D]. 尹佳.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：3421934
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/3421934.html
