基于电控喷射方式的柴油-LNG双燃料发动机的应用研究

作     者：林腾飞 

作者单位：福州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：彭育辉

授予年度：2014年

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：LNG 双燃料发动机 电控喷射 柴油机改装 标定 

摘      要：汽车工业进步,给人民的生活带来了极大的方便性,也带来了日益突出的环境污染和资源消耗问题。目前存量较大的机械泵式车用柴油发动机,不仅耗油量大,而且排放污染严重。液态天然气LNG(Liquefied Natural Gas)作为一种有效的汽车发动机替代燃料,在今后相当长的时间内可以缓和这一矛盾。柴油—天然气双燃料发动机以其排放物污染小、改装结构简单、降低燃料成本等优点正受到人们的关注。本文基于CA4113Z车用柴油发动机进行柴油—LNG双燃料改装技术的研究和系统研发,在不降低发动机动力性的条件下,提高发动机的经济性和排放性,同时避免排气温度过高、发动机爆震等损害发动机的情况发生,主要研究内容和结论如下：1.设计了CA4113Z发动机柴油——LNG双燃料系统的总体方案,提出基于进油管路压力变化的喷气时刻判断方法,为天然气的喷射时刻提供依据;设计了柱塞式双排孔混合器,结构合理、实用性强;设计的油门位置检测装置包含旋转电位计和杠杆机构,能够真实反映发动机实际的油门开度信息;研究设计基于喷油泵齿条位置控制的节油控制方案,可以实现对喷油泵齿条位置的精确控制。2.研究各工况下不同替代率下天然气理论喷射量的计算方法;基于发动机在单燃料工作模式下的台架试验数据,理论上研究不同工况下天然气喷射量,为初始天然气基础MAP数据提供科学依据;设计天然气喷射阀的流量标定试验方案,研究喷射阀流量特性。3.设计开发了发动机双燃料工作模式下的在线标定软件。软件具有良好的交互页面,丰富的功能和操作稳定性,在系统参数标定过程中起到重要的作用。4.研究设计发动机双燃料工作模式下的试验方案并进行试验研究,试验结果表明发动机在双燃料工作模式时,中、高负荷下,动力性下降在5%以内,燃料成本可节省25%,综合排放性能也明显提高。