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天然气/柴油双燃料发动机供气系统研究
| 论文题名： | 天然气/柴油双燃料发动机供气系统研究 |
| 关键词： | 天然气;柴油;双燃料发动机;配气系统;喷射阀;增压柴油机 |
| 摘要： | 随着石油资源的日益枯竭，原油价格也逐日增高，而且在船舶运输成本增加的同时，石油燃料燃烧产生的颗粒物、氮氧化物、一氧化碳等污染物对环境也造成很大污染。从经济效率以及环境保护的角度考虑，寻找新的清洁能源将尤为迫切。天然气是一种清洁、高效、经济的能源，从排放角度，天然气燃烧产物中几乎不存在颗粒物，氮氧化物也比石油燃料要少，而且从燃料的开发利用成本角度，天然气对比煤炭、石油也有着较大优势，因此非常适合作为内燃机的代用燃料。天然气发动机的研究早在上个世纪初就已经开始，发展至如今已出现很多不同特点的技术方案。 本文研究的天然气-柴油双燃料发动机的原型机为Z6170ZLC-8型增压柴油机，在不改变原机配气、供油系统的前提下，仅加装一套天然气供给系统以及控制天然气喷射时间和喷射量的电控系统即可。天然气供给系统为本文的研究内容，它需要实现以下功能：储存、气化、减压和定量供给。按照上述功能为系统选择各种设备，并根据原型机的参数计算出各设备所需达到的主要性能参数用以选型。着重分析了系统中负责控制天然气供给量的关键设备天然气喷射阀，分别对其进行了静态流量计算、动态流量分析、AMESim模型仿真以及专门为确定天然气喷射阀实际流量特性所设计的喷射阀流量特性试验，发现了喷射阀流量与管路压力、背压以及阀组流量与喷射阀个数之间的关系。通过FLUENT对系统中混合器进行了仿真计算，验证了此种新型混合器的功能性，并提出了下一步的改进措施。 针对改装后的双燃料发动机各项性能制订了台架测试试验。各工况点天然气替代率试验，此实验用于确定在各工况点兼顾经济性和排放性的最优替代率，然后制定双燃料发动机燃料供给控制策略。双燃料发动机的额定功率试验、负荷特性试验、推进特性试验、排放特性试验以及调速特性试验。对双燃料发动机的动力性、经济性、可靠性以及排放性能进行了测试，并与原型机数据进行对比，直观的罗列出双燃料发动机的优缺点。双燃料发动机台架试验也从实际角度验证了天然气供给系统的各项功能，特别是验证了天然气喷射阀流量特性试验数据与实际台架试验天然气流量的一致性，为喷射阀理论计算加模拟实验这一确定供气系统流量的模型提供了实际台架实验数据支持。 文章的最后对全文做出总结，并为未来研究方向做出了展望。 |
| 作者： | 李迟 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 潘志翔 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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