电控柴油CNG双燃料发动机燃烧过程二维数值模拟及性能试验研究

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1、北方交通大学博士学位论文摘要llJ}年来，由于全球石油资源日渐枯竭和大气污染日趋严重，代用燃料的研究正在成为发动机领域的重要研究方向。柴油ICNG双燃料发动机以其高效、低污染和适用范围广而具有良好和广泛的应用前利为了推动我国天然气汽车技术的发展，缩小在这一领域与发达国家的差距，进行电控柴油/ICNG双燃料发动机燃烧过程基础理论和综合试验的研究具有十分重要的意义。本文设计开发了新型的天然气供气系统、CNG电控喷射系统和双燃料调控系统，完成了TY1100电控双燃料发动扒的设计和改装工作。改装后的柴油/ICNG双燃料发动机具有技术先进、

2、工作性能稳定和安全可靠的特点。针对柴油/ICNG双燃料发动机，研制成功了预混合CNG电控喷射系统，实现了天然气供气量和喷射定时的高精度控制.低控制系统具有稳态调节精度高、动态性能好等优点。同时系统地设计了ECU的硬件系统，并应用现代软件工程技术开发了具有层次体系的模块化结构控制软件。该控制软件的特点是功能完善、管理范围明确、易于修改和便于扩展。此外，还成功地开发了具有多窗口图形界面的试验监控管理系统。户一一本文首次建立了柴油/ICNG双燃料发动机二维燃烧模型。触论模拟计算与试验结果吻合良好。模型能较好地反映双燃料发动机缸内燃烧过程

3、的变化规律，并可预测多种参数对燃烧过程的影响.具有计算精度高，应用范围广的特点。试验研究表明:与原柴油机相比，电控双燃料发动机具有良好的动力性和经济性，其最大功率较原机提高了10%。排气中NO和碳烟排放明显降低。燃烧过程中着火延迟期延长，缸内最大爆发压力下降，压力升高率变化平缓。此外，在双燃料发动机上采用EGR技术可有效地减少NO排放。并通过控制循环废气温度，可在一定程度上解决采用EGR技术产生的排温升高和碳烟排放增加的问题决一。一关键词:双燃料发动机、电控喷射、燃烧过程、二维数值模拟介试验9l一自一工一一.--一..目.....

4、...口......曰..口.....曰口，，..，一一~，-一一北方交通大学博士学位论文StudyonTwo-DimensionalCombustionSimulationandExperimentintheElectronicControlDieseUCNGDuelFuelEngineAbstractInrecentyears,theresearchoncleanalternativefuelsisbecominganimportancedirectionofenginetechniquesduetotheshortageof

5、theglobalpetroleumresourceandtheseriousairpollution.DieseUCNGdualfuelengineswillhaveextensivelyapplication,becauseofitshighefficiency,lowemissionandwideapplyingscope.Inordertomeettheinternationaldevelopingtrendofgasenginetechniquesandpromotethedevelopmentofournaturalg

6、asvehicletechniques,itisveryimportanttocarryouttheresearchonthebasaltheoryandexperimentsonelectroniccontroldieseUCNGdualfuelengines.Thispaperhasdevelopedthenewtypenaturalgasfuelingsystem,anelectroniccontrolCNGinjectionsystem,andrebuilttheTY1100electroniccontroldualfue

7、lengine.Itscharacterisadvancestructureandreliablyoperation.ThedissertationdesignstheelectroniccontrolCNGinjectionsystemofadieseUCNGdualfuelengineandachievesthestrictcontrolofnaturalgasquantityandinjectiontimingcontrol,whichhasfastresponseandhighcontrolaccuracy.Thehard

8、warestructureofECUissystematicallydesigned,themodemsoftwareengineeringmethodisappliedtodesignthecontrolsoftware,whichadoptof