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电控多点喷射天然气发动机的开发

来源:论文学术网
时间:2024-08-19 08:16:45
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电控多点喷射天然气发动机的开发【摘要】:在CA6DE1柴油机基础上,进行了CA6SE1-21E3N天然气发动机的结构设计,燃烧系统最终采用了压缩比为12:1的碗形燃烧室,并新设计了

【摘要】: 在CA6DE1柴油机基础上,进行了CA6SE1-21E3N天然气发动机的结构设计,燃烧系统最终采用了压缩比为12:1的碗形燃烧室,并新设计了活塞环,降低了机油消耗量。同时通过GT-POWER软件对增压器和凸轮轴相位进行了模拟计算,匹配出适合的增压器及凸轮轴相位。 试验研究了天然气发动机稀薄燃烧规律。基于稀燃规律研究结果,提出了分区控制空燃比及采用氧化催化器实现开发目标的稀薄燃烧控制总体方案。从保证燃烧稳定性、有效控制排放、保证发动机可靠性几个方面给出了确定稀燃天然气发动机各工况过量空气系数等关键参数的阈值。 采用CFD模拟方法研究了发动机工缸盖的冷却液流速问题,并通过与CA6DE1发动机进行对比分析,确认天然气发动机缸盖的冷却水套能满足热负荷的要求。 采用了稀燃天然气发动机多点顺序喷射空燃比闭环控制电控系统,实现了对空气进气量、天然气喷射量和点火正时的精确控制和调整。通过该电控系统标定的CA6SE1-21E3N天然气发动机的动力性和经济性达到了开发目标,排放满足欧Ⅲ(ESC)排放法规要求,目前该发动机已经装用在公交车和卡车上。 【关键词】:天然气发动机 稀薄燃烧 结构设计 电控系统 排放
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TK464
【目录】:
  • 提要4-9
  • 第1章 绪论9-14
  • 1.1 我国汽车工业的发展9-10
  • 1.2 我国面临的能源问题10
  • 1.3 天然气资源开发10-12
  • 1.4 天然气作为发动机代用燃料的优势12
  • 1.5 研究内容12-14
  • 第2章 天然气发动机结构设计14-22
  • 2.1 天然气特性14-15
  • 2.2 天然气发动机开发目标15
  • 2.3 天然气发动机结构设计15-21
  • 2.3.1 压缩比和燃烧室设计15-16
  • 2.3.2 进气系统设计16-17
  • 2.3.3 活塞环改进设计17
  • 2.3.4 增压器匹配设计17-18
  • 2.3.5 气缸盖设计18-19
  • 2.3.6 配气相位和凸轮型线的设计19
  • 2.3.7 点火系统19
  • 2.3.8 天然气供给系统19-20
  • 2.3.9 电控系统20-21
  • 2.4 本章小结21-22
  • 第3章 天然气发动机CAE 模拟计算22-36
  • 3.1 压器匹配计算22-25
  • 3.1.1 动机热力学计算模型22-23
  • 3.1.2 涡轮的匹配计算23
  • 3.1.3 压气机的匹配计算23-24
  • 3.1.4 涡轮和压气机的最后选型24-25
  • 3.2 配气相位和凸轮型线的计算25-27
  • 3.2.1 配气相位的方案设计25-26
  • 3.2.2 试验验证26-27
  • 3.3 发动机冷却水套CFD 分析27-35
  • 3.4 本章小结35-36
  • 第4章 天然气发动机性能开发36-45
  • 4.1 燃烧室结构和压缩比对发动机性能的影响36-39
  • 4.1.1 燃烧室结构对发动机性能的影响37-38
  • 4.1.2 压缩比对发动机性能的影响38-39
  • 4.2 过量空气系数对发动机性能的影响39-42
  • 4.2.1 过量空气系数对排放的影响39-41
  • 4.2.2 过量空气系数对发动机经济性的影响41
  • 4.2.3 过量空气系数的综合确定方法41-42
  • 4.3 点火提前角对燃烧和排放的影响42-43
  • 4.4 本章小结43-45
  • 第5章 天然气发动机电控系统标定45-60
  • 5.1 稀燃方案控制策略45-46
  • 5.2 电控系统功能46
  • 5.3 关键子系统简介46-51
  • 5.3.1 电控单元(ECU)46-47
  • 5.3.2 传感器47-49
  • 5.3.3 驱动电路49-51
  • 5.4 空燃比控制策略研究51-53
  • 5.4.1 动态空燃比的控制策略51-52
  • 5.4.2 闭环控制52-53
  • 5.5 发动机电控系统标定53-59
  • 5.5.1 发动机的5 个基本状态及状态判别53-55
  • 5.5.2 电控系统试验标定流程55
  • 5.5.3 天然气发动机控制MAP 分析55-59
  • 5.6 本章小结59-60
  • 第6章 天然气发动机性能评价60-65
  • 6.1 发动机的动力性和经济性60-61
  • 6.2 发动机的排放性61-64
  • 6.3 发动机的可靠性64
  • 6.4 本章小结64-65
  • 第7章 全文总结65-67
  • 7.1 主要工作与结论65-66
  • 7.2 今后工作展望66-67
  • 参考文献67-71
  • 致谢71-72
  • 中文摘要72-74
  • ABSTRACT74-76


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