《电控柴油CNG双燃料发动机燃烧过程二维数值模拟及性能试验研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电控柴油CNG双燃料发动机燃烧过程二维数值模拟及性能试验研究（124页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、北 方交通 大 学博 士学位论 文摘要llJ 年 来 ， 由 于 全 球 石 油 资 源 日 渐 枯 竭 和 大 气 污 染 日 趋 严 重 ， 代 用 燃 料 的 研究正在成为发动机领域的重要研究方向。 柴油I C N G双燃料发动机以 其高效、 低 污 染 和 适 用 范 围 广 而 具 有 良 好 和 广 泛 的 应 用 前 利为 了 推 动 我 国 天 然 气 汽 车 技 术 的发展， 缩小在这一领域与发达国家的差距， 进行电控柴油/I C N G双燃料发动机燃烧过程基础理论和综合试验的研究具有十分重要的意义。本文设计开发了新型的天然气供气系统、C N G电 控喷射系统和双燃料调控系统
2、， 完成了T Y 1 1 0 0 电 控双 燃料发动 扒的 设计 和改 装 工作。 改装 后的柴油 /I C N G 双燃料发动机具有技术先进、工作性能稳定和安全可靠的特点。针对柴油/I C N G双燃料发动机，研制成功了预混合 C N G电控喷射系统，实 现 了 天 然 气 供 气 量 和 喷 射 定 时 的 高 精 度 控 制 . 低 控 制 系 统 具 有 稳 态 调 节 精 度 高 、动态性能好等优点。同时系统地设计了E C U的硬件系统，并应用现代软件工程技术开发了具有层次体系的模块化结构控制软件。该控制软件的特点是功能完善、 管理范围明确、 易于修改和便于扩展。 此外， 还成功地开
3、发了具有多窗口图 形 界 面 的 试 验 监 控 管 理 系 统 。户一 一本 文 首 次 建 立 了 柴 油 /IC N G 双 燃 料 发 动 机 二 维 燃 烧 模 型 。 触 论 模 拟 计 算 与 试 验结果吻合良 好。 模型能较好地反映双燃料发动机缸内 燃烧过程的变化规律， 并可预测多种参数对燃烧过程的影响.具有计算精度高， 应用范围 广的特点。试验研究表明:与原柴油机相比，电控双燃料发动机具有良 好的动力性和经济性，其最大功率较原机提高了 1 0 %。排气中N O和碳烟排放明显降低。燃烧过程中着火延迟期延长， 缸内最大爆发压力下降， 压力升高率变化平缓。 此外，在双燃料发动机上采
4、用E G R技术可有效地减少N O排放。并通过控制循环废气温度，可在一定程度上解决采用E G R技术产生的排温升高和碳烟排放增加的问 题 决 一 。 一关 键 词: 双 燃 料 发 动 机 、 电 控 喷 射 、 燃 烧 过 程 、 二 维 数 值 模 拟 介 试 验 9l 一 自一工 一一. -一. . 目. . . . . . 口 . . . . 曰. . 口. . . . 曰口 ， ， . ， 一一，-一一北 方 交通 大 学 博 士 学位 论 文S t u d y o n T w o - D i m e n s i o n a l C o m b u s t i o nS i m u
5、l a t i o n a n d E x p e r i m e n t i n t h e E l e c t r o n i c C o n t r o l D i e s e U C N G D u e l F u e l E n g i n eAb s t r a c tI n re c e n t y e a r s , t h e r e s e a r c h o n c l e a n a l t e rn a t i v e f u e l s i s b e c o m i n g a n im p o r t a n c e d i r e c t i o n o f
6、e n g i n e t e c h n i q u e s d u e t o t h e s h o r t a g e o f t h e g lo b a l p e t ro l e u m r e s o u r c e a n d t h e s e r io u s a i r p o ll u t i o n . D i e s e U C N G d u a l f u e l e n g i n e s w i l l h a v e e x t e n s i v e l y a p p li c a t i o n , b e c a u s e o f i t s
7、 h i g h e f f i c i e n c y , l o w e m i s s i o n a n d w i d e a p p ly in g s c o p e . I n o r d e r t o m e e t t h e i n t e r n a t i o n a l d e v e l o p i n g tr e n d o f g a s e n g i n e t e c h n i q u e s a n d p r o m o t e t h e d e v e l o p m e n t o f o u r n a t u r a l g a s
8、v e h i c l e t e c h n i q u e s , i t is v e ry i m p o r ta n t t o c a r ry o u t t h e r e s e a r c h o n t h e b a s a l t h e o ry a n d e x p e r i m e n t s o n e l e c t ro n i c c o n tr o l d i e s e U C N G d u a l f u e l e n g i n e s .T h i s p a p e r h a s d e v e l o p e d t h e
9、n e w t y p e n a t u r a l g a s f u e l i n g s y s t e m , a n e le c tr o n i c c o n tr o l C N G i n j e c t i o n s y s t e m , a n d r e b u i l t t h e T Y1 1 0 0 e l e c t r o n i c c o n t r o l d u a l f u e l e n g i n e . I t s c h a r a c t e r i s a d v a n c e s t r u c t u r e a n
10、d re l i a b l y o p e r a t i o n .T h e d i s s e rt a t i o n d e s i g n s t h e e l e c t ro n ic c o n tr o l C N G i n j e c t io n s y s t e m o f a d i e s e U C N G d u a l f u e l e n g i n e a n d a c h i e v e s t h e s tr i c t c o n tr o l o f n a t u r a l g a s q u a n t i ty a n d
11、i n j e c t i o n t i m i n g c o n tr o l , w h i c h h a s f a s t r e s p o n s e a n d h ig h c o n tr o l a c c u r a c y . T h e h a r d w a r e s t r u c t u r e o f E C U i s s y s t e m a t ic a l l y d e s i g n e d , t h e m o d e m s o f t w a r e e n g i n e e r i n g m e t h o d i s a
12、p p l i e d t o d e s i g n t h e c o n tr o l s o ft w a r e , w h i c h a d o p t o f a r c h i t e c t u r e w i t h l a y e r e d a n d m o d u l e s t r u c t u r e . F u r t h e r m o re , a m u l t i - w in d o w g r a p h i c a l e x p e r i m e n t a l m o n i t o r in g m a n a g i n g s y
13、 s t e m i s d e v e lo p e d .A t w o - d i m e n s i o n a l c o m b u s t i o n m o d e l f o r a d i e s e U C N G d u a l f u e l e n g i n e i s e s t a b l i s h e d . T h e s i m u la t i o n r e s u l t s a r e a g r e e m e n t w i t h t h e e x p e r i m e n t a l re s u l t s f a i r l y
14、 w e l l . I t i s c o n f i r m e d t h a t t h e m o d e l i s s u i t a b l e t o d e s c r ib i n g t h e c o m b u s t i o n p r o c e s s o f a d u a l f u e l e n g in e , a n d p r e d ic t i n g t h e in fl u e n c e o f p a r a m e t e r s o n t h e d u e l f u e l e n g i n eE x p e r i m
15、 e n t a l r e s e a r c h s h o w s t h a t , c o m p a r e d w it h o r i g i n a l e n g i n e , t h e e l e c tr o n i c c o n tr o l d u a l f u e l e n g i n e h a s s a t i s f a c t o ry p o w e r a n d e c o n o m y . I t s l a r g e s t p o w e r i s h i g h e r 1 0 % t h a n t h a t o f t
16、 h e d i e s e l e n g i n e E x h a u s t N O a n d s o o t e m i s s i o n d e c r e a s e s i g n i f i c a n t l y . T h e i g n i t i o n d e l a y p e r i o d i s l o n g e r , p e a k p r e s s u r e d e c r e a s e s , t h e d e r iv a t i o n r a t e o f p r e s s u r e l e v e l o f f . F u rt h e r m o r e , t h e a p p l i c a t i o n o f_-一 一 一 一 - - - 种 - - - - - -E G R i n t h e d u a l f u e l e n g i n e c a nd e c r e a s e e x h a u s t NO C o n t r o l l i n
