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船用双燃料发动机燃料喷射控制系统设计开发
| 论文题名： | 船用双燃料发动机燃料喷射控制系统设计开发 |
| 关键词： | 船用双燃料发动机;喷射方式;控制系统;排放特征 |
| 摘要： | 能源危机和环境污染已成为制约当今社会可持续发展的两大难题，并且近年来越来越严格的排放法规的逐步实施，导致以石油为主要燃料的内燃机的发展受到限制。然而天然气以其能量密度高、存储量大以及污染小等诸多优点，在当前节能减排的大环境下得到了格外的关注，目前世界各国都在积极进行天然气作为内燃机替代燃料的研究，因此本文针对船用柴油机，通过设计开发一套双燃料喷射控制系统，将其改造成双燃料发动机，研究了掺烧天然气对柴油机的经济性和排放的影响。 根据当前国内“气化长江”的政策号召以及在前人研究的基础上，对内河船用主流机型潍柴X6170ZC-05W型柴油机进行了改造，在尽量保持原机不变的情况下，在进气歧管上加装一套天然气供气系统，然后进行控制单元的需求分析，最终选用飞思卡尔16位高性能单片机作为控制芯片，采用模块化通用化的设计思想，使一套控制器可以通用两种喷射方式，在硬件设计的基础上进行控制系统软件的开发，采用层次化模块化编程思想，主要采用中的优先级和任务调度机制，结合船用发动机的工作特点进行工况识别和喷气控制策略设计，并详细分析了双燃料发动机转速信号处理、喷气正时、电磁阀驱动控制，喷气量控制，油气切换以及通讯标定等主要程序设计思路。 最后对所改装的双燃料发动机进行了台架性能实验，依照船舶推进特性，进行纯柴油和双燃料两种模式下的对比实验；并在相同工况下做单点和多点喷射对比实验；通过对双燃料发动机的动力性、替代率、经济性和排放性的研究。结果表明：双燃料发动机的功率和原机相当，NOx和烟度排放明显降低，排温略高、HC排放增加，但总体经济性和排放性能都优越于纯柴油模式；当综合替代率在65％左右时整机的动力性、经济性、排放性和运行稳定性能都处于较好状态；因此采用双燃料可有效改善发动机的经济性和排放。 |
| 作者： | 张占虎 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 宋恩哲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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