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船用中速双燃料发动机微引燃策略仿真研究
| 论文题名： | 船用中速双燃料发动机微引燃策略仿真研究 |
| 关键词： | 天然气船;中速双燃料发动机;微引燃控制;喷射参数;喷油量 |
| 摘要： | 柴油微引燃天然气双燃料发动机在排放和油耗方面较柴油机表现优异，近年来得到广泛关注，特别是在船用中速发动机领域，有着广阔的市场前景。引燃柴油在不同工况下的喷射策略直接影响发动机的整机性能，若直接在实机上开展试验研究，则开发周期长、试验费用高、风险大。而在发动机原型机开发阶段，结合发动机工作过程建模技术，运用现代计算机仿真技术，研究引燃柴油喷射策略，有利于缩短开发周期，降低调试成本。 全文以ACD320 DF型柴油微引燃天然气船用中速双燃料发动机为研究对象，以优化引燃柴油的喷射策略为目标。在双燃料发动机准维模型的基础上，获取建立ACD320 DF发动机多维模型的边界条件，通过多维模型研究缸内混合气形成、缸内喷雾、缸内流场以及燃烧过程，仿真分析了不同工况下引燃柴油喷射控制对双燃料发动机性能的影响，并进一步确定最优引燃柴油喷射策略。全文主要研究内容如下： （1）运用AVL BOOST软件对ACD320 DF型柴油微引燃天然气船用中速双燃料发动机进行准维建模，仿真计算了双燃料发动机在气体模式时、采用推进特性下的25%、35%、50%、75%、100%等工况，通过与第三方（发动机设计公司）计算数据对比，验证了仿真模型稳态工况下仿真结果的准确性，提取多维仿所需真进、排气截面温度、压力参数，缸内初始温度、压力参数，天然气喷射速率等参数，为多维仿真提供边界条件。 （2）依据准维模型计算得出的边界条件及其它初始条件、几何条件建立原型机的多维仿真模型。分析采用推进特性下的25%、35%、50%、75%、100%等负荷工况下引燃柴油喷射量、喷油正时对双燃料发动机燃烧过程的影响，进一步分析了喷油参数对经济性和排放性的规律性影响，定量地分析了经济性和排放性相互矛盾的关系。 （3）在验证了微引燃柴油喷射参数的作用规律的基础上，以同时满足经济性和相应排放限值为标准，分别优化不同负荷下的喷油正时和喷油量。在确定了最优的喷油正时之后，以最优喷油时刻为中点，进一步验证较优喷油正时区间。最后形成高低不同负荷全工况下的引燃柴油喷射参数。 论文结合我国自主知识产权船用中速双燃料发动机的研发过程，主要利用仿真手段，在微引燃控制策略方面开展前期研究，以为船用中速双燃料发动机综合控制策略和后续的台架试验提供技术参考。 |
| 作者： | 王桂新 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 余永华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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