天然氣-柴油雙燃料發(fā)動機(jī)供氣系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著石油資源的日益枯竭，原油價格也逐日增高，而且在船舶運(yùn)輸成本增加的同時，石油燃料燃燒產(chǎn)生的顆粒物、氮氧化物、一氧化碳等污染物對環(huán)境也造成很大污染。從經(jīng)濟(jì)效率以及環(huán)境保護(hù)的角度考慮，尋找新的清潔能源將尤為迫切。天然氣是一種清潔、高效、經(jīng)濟(jì)的能源，從排放角度，天然氣燃燒產(chǎn)物中幾乎不存在顆粒物，氮氧化物也比石油燃料要少，而且從燃料的開發(fā)利用成本角度，天然氣對比煤炭、石油也有著較大優(yōu)勢，因此非常適合作為內(nèi)燃機(jī)的代用燃料。天然氣發(fā)動機(jī)的研究早在

2、上個世紀(jì)初就已經(jīng)開始，發(fā)展至如今已出現(xiàn)很多不同特點(diǎn)的技術(shù)方案。
　　本文研究的天然氣-柴油雙燃料發(fā)動機(jī)的原型機(jī)為Z6170ZLC-8型增壓柴油機(jī)，在不改變原機(jī)配氣、供油系統(tǒng)的前提下，僅加裝一套天然氣供給系統(tǒng)以及控制天然氣噴射時間和噴射量的電控系統(tǒng)即可。天然氣供給系統(tǒng)為本文的研究內(nèi)容，它需要實(shí)現(xiàn)以下功能：儲存、氣化、減壓和定量供給。按照上述功能為系統(tǒng)選擇各種設(shè)備，并根據(jù)原型機(jī)的參數(shù)計算出各設(shè)備所需達(dá)到的主要性能參數(shù)用以選型。著重分析

3、了系統(tǒng)中負(fù)責(zé)控制天然氣供給量的關(guān)鍵設(shè)備天然氣噴射閥，分別對其進(jìn)行了靜態(tài)流量計算、動態(tài)流量分析、AMESim模型仿真以及專門為確定天然氣噴射閥實(shí)際流量特性所設(shè)計的噴射閥流量特性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了噴射閥流量與管路壓力、背壓以及閥組流量與噴射閥個數(shù)之間的關(guān)系。通過FLUENT對系統(tǒng)中混合器進(jìn)行了仿真計算，驗(yàn)證了此種新型混合器的功能性，并提出了下一步的改進(jìn)措施。
　　針對改裝后的雙燃料發(fā)動機(jī)各項(xiàng)性能制訂了臺架測試試驗(yàn)。各工況點(diǎn)天然氣替代率試驗(yàn)，

4、此實(shí)驗(yàn)用于確定在各工況點(diǎn)兼顧經(jīng)濟(jì)性和排放性的最優(yōu)替代率，然后制定雙燃料發(fā)動機(jī)燃料供給控制策略。雙燃料發(fā)動機(jī)的額定功率試驗(yàn)、負(fù)荷特性試驗(yàn)、推進(jìn)特性試驗(yàn)、排放特性試驗(yàn)以及調(diào)速特性試驗(yàn)。對雙燃料發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性以及排放性能進(jìn)行了測試，并與原型機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，直觀的羅列出雙燃料發(fā)動機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。雙燃料發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)也從實(shí)際角度驗(yàn)證了天然氣供給系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，特別是驗(yàn)證了天然氣噴射閥流量特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)際臺架試驗(yàn)天然氣流量的一致性，為