發(fā)布時(shí)間：2017-12-28 16:22

  本文關(guān)鍵詞：某型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程仿真及性能優(yōu)化　出處：《江蘇科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：隨著船舶工業(yè)的飛速發(fā)展和排放法規(guī)的愈加嚴(yán)格,各國都在積極尋找發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料。天然氣熱值高,儲(chǔ)量較豐富,而且使用天然氣的發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染小,所以成為發(fā)動(dòng)機(jī)的理想替代燃料。選擇合理的控制參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù),對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性的提升具有重要作用。本文通過理論分析,試驗(yàn)研究和仿真模擬相結(jié)合的手段,對(duì)某型號(hào)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行研究。在企業(yè)的試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能試驗(yàn),測(cè)試了全負(fù)荷工況時(shí),天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù),即扭矩、功率、燃?xì)庀穆省⒏變?nèi)壓力等,隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律,并將天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)與柴油機(jī)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性指標(biāo)較柴油機(jī)降低了,燃?xì)庀穆始捌骄艢鉁囟容^柴油機(jī)有所升高�；谔烊粴獍l(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)及控制參數(shù),本文運(yùn)用GT-Power性能仿真軟件建立了8缸天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)模型。在該模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)天然氣燃料的理化性質(zhì),研究了壓縮比、點(diǎn)火提前角、進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配氣正時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。模擬計(jì)算了不同負(fù)荷時(shí),壓縮比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及缸內(nèi)燃燒的影響,分析了壓縮比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩、燃?xì)庀穆�、缸�?nèi)燃燒壓力及最大壓力升高率的影響。結(jié)果表明,在壓縮比為12.5時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩及功率得到提升,燃?xì)庀穆始芭艢鉁囟扔兴陆�。模擬計(jì)算了不同負(fù)荷時(shí),點(diǎn)火提前角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及缸內(nèi)燃燒狀況的影響,結(jié)果表明,點(diǎn)火提前角在18~20°CA時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)功率有所提升,燃?xì)庀穆屎团艢鉁囟扔兴陆�。模擬計(jì)算了進(jìn)氣總管、進(jìn)氣支管結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響,分析了充氣效率、缸內(nèi)燃燒壓力、扭矩及燃?xì)庀穆孰S進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明,改進(jìn)后的進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)參數(shù),對(duì)提升發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率比較有利。模擬計(jì)算了三種典型轉(zhuǎn)速下,配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響,分析了進(jìn)氣遲閉角對(duì)充氣效率的影響,排氣提前角對(duì)泵氣損失的影響。結(jié)果表明,適當(dāng)減小進(jìn)氣遲閉角能夠提升充氣效率,適當(dāng)減小排氣提前角,能夠降低泵氣損失,為廢氣的掃除和新鮮混合氣的進(jìn)入創(chuàng)造條件,從而改善原機(jī)的動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性。
[Abstract]:With the rapid development of the shipbuilding industry and the stricter emission regulations, all countries are actively looking for engine alternative fuel. Natural gas has high calorific value, rich reserves, and the use of natural gas engine emission pollution is small, so it becomes the ideal alternative fuel for the engine. The selection of reasonable control parameters and structural parameters will play an important role in improving the power and economy of the natural gas engine. In this paper, a certain type of natural gas engine is studied by means of theoretical analysis, experimental research and simulation. The performance test of natural gas engine in the test platform of enterprises, full load test, the performance parameters of the natural gas engine, the torque, power and gas consumption rate, cylinder pressure, changes with the speed of the engine, and the performance parameters of diesel and natural gas engine were compared. The results show that the dynamic index of the natural gas engine is lower than that of the diesel engine, and the gas consumption rate and the average exhaust temperature are higher than that of the diesel engine. Based on the structural parameters and control parameters of the natural gas engine, the 8 cylinder gas engine model is established by using the GT-Power performance simulation software. Based on the model, according to the physical and chemical properties of natural gas fuel, the effects of compression ratio, ignition advance angle, intake system structure and timing of gas distribution on engine performance are studied. The influence of compression ratio on engine power performance, economy and in cylinder combustion is simulated and calculated, and the influence of compression ratio on engine power, torque, fuel consumption rate, combustion pressure and maximum pressure rise rate is analyzed. The results show that when the compression ratio is 12.5, the engine torque and power are improved, and the gas consumption rate and the exhaust temperature have decreased. The influence of ignition advance angle on engine power, economy and in cylinder combustion condition is simulated and calculated. The results show that when the ignition advance angle is at 18~20 CA, the engine power is increased, and the fuel consumption and exhaust temperature decrease. The influence of intake manifold and intake manifold structure parameters on engine performance is simulated, and the change rules of aeration efficiency, cylinder combustion pressure, torque and gas consumption rate with inlet pipe structure parameters are analyzed. The calculation results show that the improved structural parameters of the inlet pipe are more favorable for improving the aeration efficiency of the engine. The influence of valve timing on engine performance is simulated and calculated under three typical speeds. The influence of intake delay angle on aeration efficiency is analyzed, and the influence of exhaust advance angle on pump gas loss is analyzed. The results show that reducing air intake delay angle can effectively improve the charging efficiency and reduce the exhaust advance angle. It can reduce the pump gas loss, create conditions for the exhaust gas cleaning and the entry of fresh mixed gas, so as to improve the power and economy of the original machine.
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK431

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本文編號(hào)：1346553