某型天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程仿真及性能優(yōu)化.pdf

1、隨著船舶工業(yè)的飛速發(fā)展和排放法規(guī)的愈加嚴(yán)格，各國都在積極尋找發(fā)動(dòng)機(jī)替代燃料。天然氣熱值高，儲(chǔ)量較豐富，而且使用天然氣的發(fā)動(dòng)機(jī)排放污染小，所以成為發(fā)動(dòng)機(jī)的理想替代燃料。選擇合理的控制參數(shù)及結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)性的提升具有重要作用。本文通過理論分析，試驗(yàn)研究和仿真模擬相結(jié)合的手段，對(duì)某型號(hào)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行研究。
　　在企業(yè)的試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能試驗(yàn)，測試了全負(fù)荷工況時(shí)，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)，即扭矩、功率

2、、燃?xì)庀穆?、缸?nèi)壓力等，隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律，并將天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)與柴油機(jī)進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性指標(biāo)較柴油機(jī)降低了，燃?xì)庀穆始捌骄艢鉁囟容^柴油機(jī)有所升高。
　　基于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)及控制參數(shù)，本文運(yùn)用 GT-Power性能仿真軟件建立了8缸天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)模型。在該模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)天然氣燃料的理化性質(zhì)，研究了壓縮比、點(diǎn)火提前角、進(jìn)氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及配氣正時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響。
　　模擬計(jì)算了不

3、同負(fù)荷時(shí)，壓縮比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及缸內(nèi)燃燒的影響，分析了壓縮比對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率、扭矩、燃?xì)庀穆省⒏變?nèi)燃燒壓力及最大壓力升高率的影響。結(jié)果表明，在壓縮比為12.5時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩及功率得到提升，燃?xì)庀穆始芭艢鉁囟扔兴陆?。模擬計(jì)算了不同負(fù)荷時(shí)，點(diǎn)火提前角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及缸內(nèi)燃燒狀況的影響，結(jié)果表明，點(diǎn)火提前角在18~20°CA時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)功率有所提升，燃?xì)庀穆屎团艢鉁囟扔兴陆怠?br>　　模擬計(jì)算了進(jìn)氣總管、進(jìn)氣支管結(jié)構(gòu)參數(shù)

4、對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，分析了充氣效率、缸內(nèi)燃燒壓力、扭矩及燃?xì)庀穆孰S進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化規(guī)律。計(jì)算結(jié)果表明，改進(jìn)后的進(jìn)氣管結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)提升發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率比較有利。
　　模擬計(jì)算了三種典型轉(zhuǎn)速下，配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，分析了進(jìn)氣遲閉角對(duì)充氣效率的影響，排氣提前角對(duì)泵氣損失的影響。結(jié)果表明，適當(dāng)減小進(jìn)氣遲閉角能夠提升充氣效率，適當(dāng)減小排氣提前角，能夠降低泵氣損失，為廢氣的掃除和新鮮混合氣的進(jìn)入創(chuàng)造條件，從而改善原機(jī)的動(dòng)力性及經(jīng)濟(jì)