發(fā)布時(shí)間：2019-03-09 16:32

【摘要】：天然氣以其巨大的儲(chǔ)備量,成為我國在未來21世紀(jì)重要的發(fā)動(dòng)機(jī)可替代燃料。目前在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域?qū)μ烊粴獾倪\(yùn)用多處于氣態(tài)形式,存在充氣效率低下,結(jié)構(gòu)布置復(fù)雜,爆震可能性高等問題。LNG缸內(nèi)液態(tài)直噴不僅能夠可以很好的解決這一類問題,還能有利于稀薄燃燒,在燃燒過程中釋放大量冷能,顯著改善發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能,目前還處于理論研究階段。其所對(duì)應(yīng)的LNG燃料供給系統(tǒng)的開發(fā)是該理論實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)。在現(xiàn)有的缸內(nèi)液態(tài)直噴燃料供給方式中,高壓共軌系統(tǒng)以其無法比擬的優(yōu)勢——極高的噴射壓力和柔性的控制策略,為發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提升留下了巨大空間。高壓共軌系統(tǒng)在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用方面存在軌壓波動(dòng)性大的問題,降低軌壓波動(dòng)性也是目前高壓共軌系統(tǒng)的重要發(fā)展方向之一。本文主要目的是優(yōu)化某中速柴油/LNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)LNG電控共軌式燃料供給系統(tǒng),解決其目前存在的軌壓波動(dòng)量范圍較大和建立目標(biāo)軌壓時(shí)間較長的問題,提高整個(gè)系統(tǒng)的控制精度。本文是以控制軌壓波動(dòng)為目標(biāo),對(duì)某中速柴油/LNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)LNG電控共軌式燃料供給系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。利用AMESim軟件,根據(jù)燃料供給系統(tǒng)內(nèi)高壓泵、共軌管、噴射器的原理結(jié)構(gòu)對(duì)LNG電控共軌式燃料供給系統(tǒng)進(jìn)行建模,并修改原來系統(tǒng)的模型。計(jì)算并分析高壓泵各個(gè)關(guān)鍵影響參數(shù)對(duì)供油特性的影響和對(duì)共軌管內(nèi)壓力變化規(guī)律的影響。同時(shí)為該柴油/LNG雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與之匹配的電子控制單元(ECU)。確定LNG-柴油雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃料噴射系統(tǒng)ECU的控制策略和算法,并在仿真軟件中對(duì)控制策略進(jìn)行模擬,分析不同控制參數(shù)對(duì)軌壓的影響,提高整個(gè)高壓共軌系統(tǒng)的控制精度。本文經(jīng)過對(duì)比分析,得出以下幾點(diǎn)結(jié)論:第一,供油相位改變對(duì)軌壓的波動(dòng)相位影響更加明顯,其中供油起始位置為5度,65度時(shí),軌壓波動(dòng)幅度較小,但是供油相位對(duì)于供油特性的影響較小;第二,柱塞升程和柱塞直徑對(duì)于軌壓波動(dòng)幅度和供油特性的影響都較大;第三,出油閥閥體質(zhì)量應(yīng)當(dāng)選取合適的大小,過大過小都會(huì)造成軌壓波動(dòng)量較大,出油閥孔徑的過大會(huì)造成軌壓建立時(shí)間較長,出油閥閥體結(jié)構(gòu)參數(shù)的對(duì)于供油特性影響也較為明顯,大于供油相位,小于柱塞升程和柱塞直徑;第四,占空比越大,軌壓建成時(shí)間越短,且軌壓波動(dòng)幅度會(huì)明顯變大;第五,控制脈沖頻率過低會(huì)造成軌壓波動(dòng)量過大,但是對(duì)軌壓建立時(shí)間影響不大。
[Abstract]:Natural gas, with its huge reserves, will become an important alternative fuel for engines in the 21st century. At present, the application of natural gas in the field of engine is mostly in the form of gas, the gas filling efficiency is low, the structure arrangement is complex, and the possibility of detonation is high. Liquid direct injection in LNG cylinder can not only solve this kind of problem very well. It is also beneficial to lean combustion, releasing a large amount of cold energy during combustion and improving the emission performance of the engine significantly. At present, it is still in the stage of theoretical research. The development of the corresponding LNG fuel supply system is the difficult point to realize the theory. Among the existing in-cylinder direct injection fuel supply, the high-pressure common rail system, with its incomparable advantages, such as extremely high injection pressure and flexible control strategy, has left a huge space for the improvement of engine performance. The high pressure common rail system has the problem of high pressure fluctuation in the application of multi-cylinder engine. Reducing the rail pressure fluctuation is one of the important development directions of the high-pressure common rail system at present. The main purpose of this paper is to optimize the LNG electronically controlled common rail fuel supply system for a medium-speed diesel / LNG dual-fuel engine, and to solve the problems of the wide range of orbital pressure wave momentum and the long time to establish the target rail pressure. Improve the control accuracy of the whole system. In order to control the rail pressure fluctuation, the parameter optimization of a medium-speed diesel / LNG dual-fuel engine LNG electronically controlled common-rail fuel supply system is presented in this paper. According to the principle structure of high pressure pump, common rail tube and injector in the fuel supply system, the AMESim software is used to model the LNG electronically controlled common rail fuel supply system and modify the model of the original system. The influence of the key parameters of the high-pressure pump on the fuel supply characteristics and the pressure variation in the common rail tube are calculated and analyzed. At the same time, a matching electronic control unit (ECU).) is designed for the diesel / LNG dual fuel engine. The control strategy and algorithm of LNG- diesel dual fuel engine fuel injection system ECU are determined, and the control strategy is simulated in the simulation software. The influence of different control parameters on rail pressure is analyzed, and the control precision of the whole high pressure common rail system is improved. Through comparison and analysis, this paper draws the following conclusions: first, the change of fuel supply phase has more obvious influence on the fluctuating phase of rail pressure, in which the initial position of oil supply is 5 degrees, and the fluctuation range of rail pressure is small at 65 degrees. However, the phase of oil supply has little effect on the fuel supply characteristics. Secondly, plunger lift and plunger diameter have great influence on rail pressure fluctuation and oil supply characteristics. Thirdly, the mass of the outlet valve should choose the appropriate size, too large and too small will cause the rail pressure wave momentum to be larger, and the overpass of the oil outlet valve aperture will cause the rail pressure to be established for a long time. The structure parameters of the valve body also have obvious influence on the oil supply characteristics, which is larger than the oil supply phase and smaller than the plunger lift and plunger diameter. Fourth, the higher the duty cycle, the shorter the rail pressure build-up time, and the rail pressure fluctuation amplitude will obviously increase; fifthly, the low control pulse frequency will cause the rail pressure fluctuation to be too large, but has little effect on the rail pressure establishment time.
【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)】：TK403

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本文編號(hào)：2437652