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船用天然气/柴油双燃料发动机试验研究
| 论文题名： | 船用天然气/柴油双燃料发动机试验研究 |
| 关键词： | 船用双燃料发动机;动力性能;燃烧特性;爆发压力 |
| 摘要： | 能源危机及日益严苛的环保要求促使船用发动机利用新燃料，其中天然气以其热值高、储量丰富等特点受到业界重视。在此背景下，国内外船用天然气/柴油双燃料发动机得到了发展，尤其是中国交通运输部更是对这种双燃料发动机的船舶有一定的政策支持。当前，内河、近海、远洋市场上应用较多的这种机器是用少量的柴油作为引燃掺烧的天然气，其中燃气气为主燃料。这种机器，能够将天然气与空气以一定比例进行混合，之后共同在进气冲程的时间段进入燃烧室，之后，大约占原柴油机柴油消耗量约20％至30％的柴油，在压缩行程时刻喷入燃烧室，柴油油束在高温、高压环境下燃烧，同时这些油束相当于大量的着火点，引燃周边的混合气，这就是这种发动机的燃烧过程。 本文介绍了一种以内河为主要工作流域的船用双燃料发动机，它的母型机是一款成熟的、缸径为210mm的、中速船用柴油机，在保持柴油机配置的情况下，增设了双燃料控制系统、天然气进气系统，还有其它改进的零部件。本文主要内容如下: 第一，介绍发动机的主要结构以及工作原理。该双燃料发动机是以一款船用柴油机为基础，增加了双燃料控制系统、天然气进气系统，还有其它改进的零部件，像防爆门、天然气阀件等。天然气通过安装在气缸盖上的大流量天然气喷射阀喷射到进气岐管内，该喷射阀还能够实现天然气按照设定的时刻打开或关闭。控制器通过传感器判断发动机的工况，计算分析后向执行器件发出指令，使天然气能够在进气行程内适时足量的喷入气缸盖的进气歧管，并与空气混合后进入燃烧室燃烧。 第二，要研发一种发动机，大量的验证试验十分必要，比如船舶推进特性试验、发电负荷特性试验、废气排放性能试验、整机耐久试验等。经过大量实验验证，这种发动机的动力性能与原机一致，燃料消耗成本也低于柴油机，氮氧化物及颗粒物的排放低于柴油机;可以说这种新型发动机完全能够替代柴油机作为船舶动力。 第三，这种燃烧模式既有柴油机的边喷射边燃烧的特性，也包含了汽油机的火花塞点火的燃烧特性，只是双燃料发动机的着火点比火花塞多，点火能量更大。在试验过程中，出现了这种发动机爆发压力不规律过高的问题。为解决这一重大难题，本文介绍了如何从天然气进气系统、天然气控制系统、燃油系统等多方面着手，制定了多种方案，进行了大量试验，最终使发动机达到设计要求。 |
| 作者： | 陈小猛 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 谢宗法 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 山东大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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