基于原机动力性的柴油天然气双燃料发动机性能研究

《基于原机动力性的柴油天然气双燃料发动机性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第6期(总第209期)车用发动机No．6(SerialNo．209)2O13年12月VEHICIEENGINEDec．2013基于原机动力性的柴油一天然气双燃料发动机性能研究张春润，李辉，张卫锋(军事交通学院，天津300161)摘要：在WP10柴油机上进行了基于原机动力性的柴油天然气双燃料发动机万有特性标定试验，结果表明燃用双燃料可有效节省燃料费用。通过ESC试验验证了双燃料发动机的排放性能。由于采用预混稀燃技术，双燃料发动机的NO排放与燃用柴油时相比有很大降低，而稀燃造成燃烧温度较低，加之壁面淬熄效应以

2、及掺烧时燃烧室狭缝内的未燃天然气，使得THC与CO排放有明显增加，在发动机后加装氧化催化器(D()C)可以明显降低THC与CO的排放。关键词：柴油；天然气；混合燃料；经济性；排放DoI：10．3969／j．issn．1OO1—2222．2Ol3．06．012中图分类号：U464．173文献标志码：B文章编号：1001—2222(2013)06—0057—05随着能源危机的加剧和排放法规的日益严格，钢管，在滤清器中过滤后，由减压阀进行减压，再经发动机电控技术和清洁燃料应用技术得到迅速发天然气喷射阀喷入气轨中

3、，最后进入安装在进气道展，相继出现了天然气车辆、液化石油气车辆、电动表1WP10发动机参数车辆和太阳能车辆等]。天然气作为一种清洁燃料缸径／raml26逐步受到人们的青睐[2]。行程／raml3O在柴油机的基础上改装柴油一天然气双燃料发排量／I9．726动机，改造工艺简单、成本低，非常适合我国大批在最大扭矩／N·133125O用车辆的改造]。然而，双燃料发动机动力性下降最大扭矩转速／r·rain1200～1600是制约其发展的重要因素l1]。如何在保证动力性不标定功率／kW247降低的前提下提高天然气对柴

4、油的替代率，获得更标定功率转速／r·rain2200高的经济效益，同时降低污染物排放，这是双燃料发压缩比17：1动机研究的重点。本研究对WP10增压中冷柴油喷孔数／个7机进行改装，并研究在达到原机动力性条件下的经喷雾锥角／(。)l46济性及排放性能，为双燃料发动机的优化匹配提供排气门关闭角(ATDC)／(。)21试验基础。进气门开启角(ATDC)／(。)201试验条件高共轨管高压油采1．1发动机及其改装设计本试验采用WP106缸、直喷、增压中冷柴油机，该发动机为2气门国Ⅲ柴油机，其技术规格及性排气能指标见

5、表1。发动机改装后的天然气供给及喷射油箱控制系统见图1。在原发动机的基础上，增置了天然气供给系统、凋J卡阀蠼器喷油信号模拟负载以及柴油一天然气双燃料电子控滤清器减器气轨0l进牵气制系统(DECU)。天然气从高压气瓶流出，经高压图l柴油天然气双燃料系统结构收稿日期：20130507；修回日期：20131223基金项目：国家“863”计划项目(2013AA065303)作者简介：张春润(1957一)，男，教授，博士，主要研究方向为动力机械及工程；zhangchI1nrun1O27@163．tom。·58·车用

6、发动机2013年第6期上的混合器中，与空气形成均质可燃混合气进入发加气或加油减气)和喷油提前角，来最大限度地提高动机各气缸。起引燃作用的少量柴油在上止点前喷燃料经济性。人气缸，并被压燃着火，从而对天然气与空气的混合气进行多点点火，之后，火焰传播到全部混合气中。为确保排放达标，在发动机后加装了氧化催化器(D()c)来降低THC与CO的排放l5j。通过双燃料电控单元和原机电控单元的协调，圣实现对双燃料系统的控制]。蚤1．2台架测量系统试验台架布置见图2。测功机采用AVLschneider电力测功机，发动机测控

7、系统为AVLPUMAopen，引燃柴油的消耗量由AVL735全自动油耗测量仪测得，天然气流量由emersonk科里奥利式流量计测得，THC，CO和NO的排放量采图3原机燃油消耗量(kg／h)用AVLAMA废气综合分析系统测取。图4和图5分别示出优化标定后的发动机在双l气瓶与燃料模式下的引燃油量MAP图和天然气供气量l减压器I．一MAP图。AⅥPtMAl空气台架测混合器控系统I流量汁柴油IlAVL553l发动机11Sehenider(加装I)OC)测功机油{吲义『1油温_Jf{ll1A油V温L5控54设备L

8、l广一l1lA烟VL度4计39l1~1粒VI分A析72仪嗣5『AV气L分M析2等动力性标定试验首先，对原柴油机进行万有特性试验，得到万有图4双燃料发动机引燃油量(kg／h)特性曲线。图3示出万有特性测试中得到的原机燃油消耗量MAP图，燃油消耗量随着转速和扭矩的增大而逐渐增加。然后进行双燃料发动机万有特性标定试验。标定时固定发动机转速，通过调节天然气喷射阀的喷射脉宽来控制进入气缸中的天然气量，从而改变发动机的扭矩。在每个转速下以