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缸内直喷LNG/柴油双燃料供给系统和电控策略的研究开发
| 论文题名： | 缸内直喷LNG/柴油双燃料供给系统和电控策略的研究开发 |
| 关键词： | 船舶发动机;液化天然气;柴油;双燃料供给系统;电控策略 |
| 摘要： | 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TierⅢ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。为了使柴油和液态天然气燃料供给系统可以很好的匹配，使得改装后的发动机性能不下降，本文还研究了双燃料发动机的控制策略，确定了改装后双燃料发动机的控制策略，进而确定了发动机的总体改装方案。首先，在AMESim中建立了分别建立了柴油的高压共轨喷射系统的模型。并分析了喷油器中比较重要的参数对喷油特性的影响；其次，在AMESim软件中对LNG燃料供给系统进行设计和建模。对喷油器喷射LNG燃料的喷射特性做了一定的研究。再次，在simulink中，建立了柴油/LNG双燃料发动机的控制系统。最后，通过simulink与AMESim的联合运行，使得两套燃料供给系统和控制系统的进行了联合计算，给出了对各种燃料的启喷时刻、喷射持续和喷射质量的控制，使得其满足了改装后双燃料发动机在功率不下降，同时降低了NOx排放物所需要各燃料的喷射要求。 |
| 作者： | 杜少东 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 肖民 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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