船用雙燃料發(fā)動機(jī)LNG摻燒量電子控制器的研究.pdf

1、隨著石油資源的消耗以及燃油價格的上漲，積極尋找船舶主推進(jìn)動力裝置柴油機(jī)的替代燃料成為了大家共同關(guān)注的話題。純凈的LNG液化天然氣的成分中主要含甲烷（CH4），它是一種主要含碳和氫這兩種類型化學(xué)元素的燃料，該燃料非常清潔和有著很高的熱效率。船舶使用的雙燃料發(fā)動機(jī)一般通常是指柴油/LNG雙燃料發(fā)動機(jī)，它主要是以天然氣和柴油為發(fā)動機(jī)的燃料，使用這種潔凈的氣體燃料，可以避免船舶發(fā)動機(jī)的尾氣排放中NOx和SOx量高的缺點，使船舶發(fā)動機(jī)在整個航行的

2、過程中，特別是在ECAs區(qū)域中幾乎是無煙的狀況航行，因此使用柴油/LNG雙燃料發(fā)動機(jī)有著很好的發(fā)展前景。
　　液化天然氣LNG作為一種非常成熟的燃料氣源，它的來源可靠、易于儲存和運輸、生產(chǎn)技術(shù)可行、抗爆性能較強(qiáng)、熱值較高、排放量低等優(yōu)點使得它成為理想的船舶柴油機(jī)的代用燃料。船用柴油機(jī)，如果只是像通過機(jī)械控制送氣的方式一樣，進(jìn)行簡單機(jī)械改裝為雙燃料發(fā)動機(jī)，并不能發(fā)揮雙燃料發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢，在發(fā)動機(jī)運行的過程中還會出現(xiàn)非常多的不正常狀況。

3、這樣的改裝就不能完全的體現(xiàn)出天然氣自身物理本性和化學(xué)性質(zhì)，以及燃燒放熱的特性，不能表現(xiàn)出天然氣的顯著優(yōu)勢，在很大程度上降低了天然氣使用的性能，這樣在動力性能和經(jīng)濟(jì)性能上就不能使雙燃料發(fā)動機(jī)達(dá)到原柴油機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)，失去了發(fā)動機(jī)改裝的初衷和意義，既花費了成本，也沒有提高發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)。但是利用電子控制的技術(shù)，用程序邏輯來調(diào)度各控制策略，反應(yīng)既快速又準(zhǔn)確，對噴油實行電子控制和對噴氣實行電子控制的相關(guān)技術(shù)之后，就會從根本上去克服雙燃料發(fā)動機(jī)的替代

4、率低、熱效率不高、經(jīng)濟(jì)性動力性不好以及排放等多方面的問題。使其能最大限度的發(fā)揮柴油與LNG混合燃燒的理化特性，達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)性、動力性和排放性。
　　本文所做的工作主要分為如下幾個方面的內(nèi)容：
　?。?）天然氣供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計制定和柴油機(jī)改裝結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計。
　?。?）電控單元ECU的整體構(gòu)架規(guī)劃，輸入輸出協(xié)議的制定。
　?。?）電控單元ECU的硬件和軟件的設(shè)計，它主要包括各調(diào)理電路的設(shè)計、畫圖制板、電子元器件的選

5、型及各單元模塊程序的編寫。
　?。?）在輸入和輸出的信號端進(jìn)行電子控制單元ECU模擬調(diào)試測量。
　?。?）噴射閥的標(biāo)定實驗及噴射量數(shù)值分析。
　?。?）臺架實驗LNG供氣系統(tǒng)、電子噴射閥、電控系統(tǒng)、各種傳感器儀器設(shè)備的安裝、調(diào)試。
　?。?）課題最后通過雙燃料發(fā)動機(jī)的真實臺架實驗研究，用實驗數(shù)據(jù)驗證了其電子控制器ECU各種單元模塊的穩(wěn)定性、可行性，以及雙燃料發(fā)動機(jī)的各性能參數(shù)指標(biāo)。
　　經(jīng)過模擬調(diào)試和臺架實