本文關(guān)鍵詞：12V190EFI-MPI鉆井用天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)的研究與實(shí)踐，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：12V190柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在中國鉆井動(dòng)力設(shè)備中占據(jù)了極大的比重,開發(fā)12V190天然氣鉆井發(fā)動(dòng)機(jī),對于改變中國鉆井動(dòng)力一次能源結(jié)構(gòu)及落實(shí)鉆井產(chǎn)業(yè)減排指標(biāo)意義重大。由于作業(yè)方式的特殊性,鉆井動(dòng)力需要同時(shí)具備優(yōu)異的動(dòng)態(tài)性能、經(jīng)濟(jì)性能、可靠性、自動(dòng)化水平及排放性能,這給天然氣鉆井發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)帶來了極大的挑戰(zhàn)。與預(yù)混合進(jìn)氣技術(shù)、單點(diǎn)電控燃?xì)鈬娚溥M(jìn)氣技術(shù)相比,多點(diǎn)電控燃?xì)鈬娚溥M(jìn)氣技術(shù)能夠更好地滿足鉆井動(dòng)力需求,但同時(shí)也是開發(fā)難度最大,發(fā)展層次較高的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣技術(shù)。本文開發(fā)了12V190EFI-MPI天然氣鉆井發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng),運(yùn)用理論分析、仿真計(jì)算與試驗(yàn)相結(jié)合的方法,對燃?xì)鈬娚浣Y(jié)構(gòu)及其控制系統(tǒng)進(jìn)行了深入、系統(tǒng)地研究,為12V190EFI-MPI天然氣鉆井發(fā)動(dòng)機(jī)推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。論文的主要研究工作及研究成果如下：1)應(yīng)用CFD數(shù)值分析手段,對EFI-MPI多點(diǎn)電控燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)混合氣形成過程進(jìn)行了分析,并設(shè)計(jì)對比了單管噴射結(jié)構(gòu)、文丘里環(huán)形噴射結(jié)構(gòu)、雙管噴射結(jié)構(gòu)下的混合氣形成效果。研究與測試結(jié)果表明,數(shù)值分析結(jié)果與測試結(jié)果具有良好的對應(yīng)關(guān)系,對于12V190EFI-MPI串聯(lián)進(jìn)氣道,雙管噴射結(jié)構(gòu)效果最優(yōu)。2)提出了燃?xì)鈬娚淇刂葡到y(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)指標(biāo),分析并建立了相關(guān)控制模型,同時(shí)開發(fā)了控制軟件架構(gòu)及核心算法,應(yīng)用結(jié)果表明,開發(fā)的控制系統(tǒng)滿足鉆井發(fā)動(dòng)機(jī)工況多變瞬態(tài)響應(yīng)以及經(jīng)濟(jì)性能、排放性能、可靠性、自動(dòng)化程度的應(yīng)用需求。3)將最優(yōu)控制理論應(yīng)用于噴射控制系統(tǒng),解決了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)性能、經(jīng)濟(jì)性能、排放性能的平衡問題,實(shí)現(xiàn)了12V190EFI-MPI控制系統(tǒng)全局最優(yōu)化的控制目標(biāo)；4)提出了發(fā)動(dòng)機(jī)控制最小系統(tǒng)概念,并應(yīng)用到噴射系統(tǒng)中,保證了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出的可靠性；5)將專家型PID算法應(yīng)用于燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)空燃比控制、調(diào)速控制、單缸噴射量修正控制等子系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了空燃比的良好控制,改善了發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況的性能;6)對發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)性能、經(jīng)濟(jì)性能、缸內(nèi)燃燒過程、并車與負(fù)荷分配、排放性能、可靠性等進(jìn)行了測試,結(jié)果表明,開發(fā)的燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)工程應(yīng)用的要求。
【關(guān)鍵詞】：多點(diǎn)電控燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng) 天然氣鉆井動(dòng)力 12V190氣體機(jī) 控制系統(tǒng)
【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】：2016
【分類號】：TE924
【目錄】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 符號說明14-16
• 第一章 緒論16-25
• 1.1 課題研究的背景及意義16-18
• 1.2 鉆井天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3 大功率發(fā)動(dòng)機(jī)多點(diǎn)電控燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)技術(shù)20-23
• 1.3.1 技術(shù)特點(diǎn)分析20
• 1.3.2 發(fā)展現(xiàn)狀介紹及應(yīng)用難點(diǎn)分析20-22
• 1.3.3 常見燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)應(yīng)用模式22-23
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)23-25
• 第二章 單管燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)設(shè)計(jì)方案與應(yīng)用分析25-43
• 2.1 單管燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)設(shè)計(jì)25-27
• 2.2 燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)控制模塊設(shè)計(jì)27-32
• 2.3 單管燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)的實(shí)機(jī)驗(yàn)證32-36
• 2.3.1 12V190EFI-MPI燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)性能33-35
• 2.3.2 12V190EFI-MPI燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性能35-36
• 2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)燃燒測試與分析36-41
• 2.5 12V190EFI-MPI燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)優(yōu)化方向分析41-42
• 2.6 本章小結(jié)42-43
• 第三章 燃?xì)鈬娚浣Y(jié)構(gòu)對混合氣形成過程的仿真分析43-56
• 3.1 仿真模型的建立及邊界條件的確定43-47
• 3.1.1 仿真模型的建立43-44
• 3.1.2 計(jì)算模型的選擇及初始湍動(dòng)能設(shè)置44-45
• 3.1.3 邊界條件的確定45-47
• 3.1.4 切面設(shè)置47
• 3.2 單管噴射結(jié)構(gòu)混合氣形成仿真分析47-50
• 3.3 燃?xì)鈬娚浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化及測試分析50-55
• 3.3.1 文丘里環(huán)形噴射結(jié)構(gòu)混合氣形成仿真分析50-51
• 3.3.2 雙管噴射結(jié)構(gòu)混合氣形成仿真分析51-54
• 3.3.3 實(shí)機(jī)驗(yàn)證及結(jié)果分析54-55
• 3.4 本章小結(jié)55-56
• 第四章 多點(diǎn)電控燃?xì)鈬娚淇刂葡到y(tǒng)的優(yōu)化分析56-73
• 4.1 控制系統(tǒng)指標(biāo)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化56-58
• 4.1.1 控制系統(tǒng)要求指標(biāo)56
• 4.1.2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化56-58
• 4.2 控制模型58-62
• 4.2.1 最小控制系統(tǒng)的應(yīng)用59-60
• 4.2.2 全局最優(yōu)化控制模型的應(yīng)用60-61
• 4.2.3 專家控制系統(tǒng)61-62
• 4.3 發(fā)動(dòng)機(jī)部分的數(shù)學(xué)模型62-67
• 4.3.1 功率輸出模型62-64
• 4.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)空氣進(jìn)氣量模型64-66
• 4.3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)過量空氣系數(shù)模型66-67
• 4.4 穩(wěn)態(tài)工況空燃比控制子系統(tǒng)67-69
• 4.5 瞬態(tài)工況空燃比控制子系統(tǒng)69-71
• 4.6 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)71-72
• 4.7 本章小結(jié)72-73
• 第五章 燃?xì)鈬娚湎到y(tǒng)的實(shí)機(jī)驗(yàn)證73-84
• 5.1 試驗(yàn)相關(guān)的技術(shù)條件73-75
• 5.1.1 進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)73
• 5.1.2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)73-74
• 5.1.3 試驗(yàn)條件與分析方法74-75
• 5.2 臺架試驗(yàn)結(jié)果與分析75-78
• 5.2.1 動(dòng)態(tài)性能測試與分析75-76
• 5.2.2 經(jīng)濟(jì)性能測試與分析76-77
• 5.2.3 缸內(nèi)燃燒過程測試與分析77-78
• 5.3 工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果與分析78-82
• 5.3.1 并車與負(fù)荷分配的控制效果79
• 5.3.2 動(dòng)態(tài)性能測試與分析79-80
• 5.3.3 經(jīng)濟(jì)性能測試與分析80-81
• 5.3.4 排放試驗(yàn)及分析81-82
• 5.3.5 可靠性試驗(yàn)及分析82
• 5.4 本章小結(jié)82-84
• 第六章 結(jié)論84-87
• 6.1 全文總結(jié)84-85
• 6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)85
• 6.3 不足之處與工作展望85-87
• 參考文獻(xiàn)87-90
• 致謝90-91
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和參加科研情況91-92
• 附件92

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本文編號：291659