缸内直喷LNG柴油双燃料供给系统和电控策略的研究开发-船舶与海洋工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 A Thesis Submitted in Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering Research and development of in cylinder direct injection LNG/ diesel dual fuel supply system and electric control strategy Submitted by Du Shaodong Supervised by Professor Xiao min Jiangsu University of Science and Technology March, 2014 江苏科技大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本 声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日 江苏科技大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存 和汇编本学位论文。 本学位论文属于： (1)必威体育官网网址□，在 年解密后适用本授权书。 (2)不必威体育官网网址□。 学位论文作者签名： 指导教师签名： 年 月 日 年 月 日 摘要 摘要 摘 要 随着能源与环境问题的日益突出。在所有排放中，船舶发动机的排放占有很大的 比例。为了能够满足国际海事组织（IMO）将要实施的 Tier III 船舶排放标准，天然气 由于其已探明的储量大，且碳氢比低，排放好等特点，受到人们的广泛关注。如何更 好的利用天然气作为发动机燃料，已成为一个研究的热点。 目前在发动机领域对天然气的运用多处于气态形式。因此其燃料供给系统都是供 给气态天然气的系统。这样虽然有效地降低了碳烟颗粒和温室气体的排放，但是对 NOx 排放物的改善并不明显。若采用天然气以液态的形式喷入发动机缸内，这样不仅可以 降低碳烟颗粒和温室气体的排放，还可以利用液态天然气在气缸内汽化潜热，有效地 降低缸内最高温度，进而降低 NOx 的产生。这就要求研究和设计一套液态天然气的燃 料供给系统。 本文主要任务是为 6L21/31 中速柴油机改装为柴油/LNG 双燃料发动机所需的燃 料供给与控制系统建模并仿真。通过对现有柴油和天然气燃料供给系统的分析，确定 了改装后柴油和天然气燃料供给系统的形式，即柴油使用高压共轨系统作为燃料供给 系统，而液态天然气之前没有相应的供给系统，本文采用高压共轨燃料供给系统的工 作形式作为液态天然气的供给系统。为了使柴油和液态天然气燃料供给系统可以很好 的匹配，使得改装后的发动机性能不下降，本文还研究了双燃料发动机的控制策略， 确定了改装后双燃料发动机的控制策略，进而确定了发动机的总体改装方案。首先， 在 AMESim 中建立了分别建立了柴油的高压共轨喷射系统的模型。并分析了喷油器中 比较重要的参数对喷油特性的影响；其次，在 AMESim 软件中对 LNG 燃料供给系统 进行设计和建模。对喷油器喷射 LNG 燃料的喷射特性做了一定的研究。再次，在 simulink 中，建立了柴油/LNG 双燃料发动机的控制系统。最后，通过 simulink 与 AMESim 的联合运行，使得两套燃料供给系统和控制系统的进行了联合计算，给出了 对各种燃料的启喷时刻、喷射持续和喷射质量的控制，使得其满足了改装后双燃料发 动机在功率不下降，同时降低了 NOx 排放物所需要各燃料的喷射要求。 关键词 LNG；供给系统；控制系统；双燃料发动机 I Abstract Abstract Abstract For the energy and environmental issues have become increasingly prominent, the emission has been attended. In all emissions, the ship engine emissions account for a large proportion. For the large account of natural gas has been confirmed, with the hydrocarbons lower than the othe