【摘要】：天然氣的諸多優(yōu)勢及能源結(jié)構(gòu)亟待改變升級的需求使得天然氣在一次能源利用結(jié)構(gòu)中的比重越來越大,大功率燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組作為利用天然氣能源的有效途徑,其市場份額也不斷增加。本文研究對象為12V190大功率預(yù)混式天然氣發(fā)動機(jī),研究目的是構(gòu)建12V190天然氣發(fā)動機(jī)控制策略仿真平臺,實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)穩(wěn)態(tài)工況和瞬態(tài)工況模擬,驗(yàn)證仿真平臺的可靠性,并在仿真平臺上進(jìn)行控制策略的研究。通過試驗(yàn)測試分析及仿真分析相結(jié)合的方式進(jìn)行了研究工作。本文構(gòu)建了 12V190天然氣發(fā)動機(jī)穩(wěn)態(tài)仿真模型,根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)和缸內(nèi)壓力曲線,進(jìn)行穩(wěn)態(tài)工況的仿真。為了使發(fā)動機(jī)仿真模型更為準(zhǔn)確,搭建了試驗(yàn)臺架,進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集,仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比驗(yàn)證了仿真模型的可行性。在穩(wěn)態(tài)仿真模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合多組瞬態(tài)工況試驗(yàn)結(jié)果,將穩(wěn)態(tài)模型準(zhǔn)瞬態(tài)化,構(gòu)建了發(fā)動機(jī)瞬態(tài)模型。通過試驗(yàn)測量對瞬態(tài)工況過程中混合氣的流動和空燃比的變化規(guī)律進(jìn)行了分析。本文通過發(fā)動機(jī)瞬態(tài)模型與simulink控制策略分析軟件耦合的方法,建立了12V190發(fā)動機(jī)控制策略仿真平臺,實(shí)現(xiàn)了瞬態(tài)工況的仿真。結(jié)合瞬態(tài)工況試驗(yàn)數(shù)據(jù),對控制策略仿真平臺瞬態(tài)工況仿真進(jìn)行了驗(yàn)證,同時對天然氣發(fā)動機(jī)空燃比控制策略進(jìn)行相關(guān)研究。本課題控制策略仿真平臺的研究工作可為大功率氣體發(fā)動機(jī)控制策略開發(fā)和改進(jìn)提供參考。
【圖文】：

２０１６年１２月，國家發(fā)布的“能源發(fā)展”十三五規(guī)劃中提出了以下目標(biāo)：到２０２０逡逑年，天然氣能源在一次能源消費(fèi)中的比重要達(dá)到１０％，煤炭消費(fèi)比重降到５８％逡逑以下；２０３０年，天然氣消費(fèi)比重達(dá)到１５％。如圖１－１所示，截止２０１６年底，天逡逑然氣在一次能源消費(fèi)中的比重為７％，仍存在很大的發(fā)展?jié)摿Γ郏保荩郏病�。相對而言，我逡逑國煤儲量十分豐富，煤礦開采中會存在瓦斯氣，目前瓦斯氣直接排空處理的做法逡逑造成了能源的極大浪費(fèi)。目前，通過有效途徑對瓦斯氣開展利用，有利于提高能逡逑源利用的多樣化；此外，國內(nèi)沼氣、煉化尾氣的利用率也相對較低。綜上，氣體逡逑能源在我國有較氋的發(fā)展前景。逡逑１逡逑

邐山東大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑最早出現(xiàn)的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)采用開式燃燒室，當(dāng)量混合比，提高壓縮比能夠提高逡逑功率，但同時帶來了高壓縮比帶來了熱負(fù)荷過大的問題。隨著技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用逡逑稀燃技術(shù)，過量空氣系數(shù)可達(dá)１．６左右，可以在保證一定熱負(fù)荷下，提高發(fā)動機(jī)逡逑功率。如圖１－３發(fā)動機(jī)工作范圍圖所示，隨著稀燃程度的提高，最小點(diǎn)火能量急逡逑劇增加，發(fā)動機(jī)失火現(xiàn)象頻繁；為了解決這個問題，采用預(yù)燃室火花塞技術(shù)，提逡逑高點(diǎn)火能量，確保正常點(diǎn)火，應(yīng)用預(yù)燃室火花塞技術(shù)進(jìn)一步提高了過量空氣系數(shù)。逡逑此外，隨著稀燃程度的提高，發(fā)動機(jī)工作區(qū)域越來越窄，，更容易發(fā)生爆震和失火逡逑問題。目前采用供氣預(yù)燃室技術(shù)，確保發(fā)動機(jī)正常工作，并使得過量空氣系數(shù)可逡逑達(dá)２．０以上。如圖１－４為不同發(fā)動機(jī)技術(shù)下的過量空氣系數(shù)。逡逑
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TK43

【參考文獻(xiàn)】

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6 王賀春;王s

本文編號：2624886