电控顺序喷射单燃料天然气发动机开发研究

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1、北京理工大学博士后研究报告摘要/八卜1天然气汽车以其燃料资源丰富排放好，安全性高等优点广泛地教」各国汽车制造商的重视并成为当今优先发展的新能源汽车之一本文分析了车用天然气发动机的天然气燃料特点、供气系统的现状及发展趋势、天然气发动机改装技术现状等。单燃料天然气发动机由于它在性能及成本方面，尤其是在降低有害排放物方面具有相当大的优势，己经成为天然气发动机发展的主要方向，国内在这一方面的研究刚刚起步。而电控多点顺序喷射技术则是目前车用天然气供气系统发展阶段中最先进的技术，国外一些公司已有产品，国内还处于研究开发阶段。本课题足点是跟踪世界前沿技术注重应用基础研究

2、。针对天然一一一7气发动机发展的趋势，在东风朝阳柴油机公司生产的6105Q车用柴油机基础上，改装设计了一台单一燃料天然气发动机，该机采用火花塞点燃的奥托循环燃烧方式，天然气供给系统采用电控多点顺序喷射技术，点火采用无触点电控高能点火系统。文中阐述了6105单一燃料CNG发动机的总体设计方案:①样机结构改制方案，包括压缩比的选择、燃烧室结构设计、点火系统驱动机构设计及布置、进气系统的改造方案等;②天然气供气系统，包括机械式混合器的选型、电磁喷射阀供气系统设计方案等。③电子控制系统设计，包括电子控制单元(ECU)的设计、传感器优选及其信号处理电路设计、点火系统

3、及天然气喷射阀驱动电路设计及电子控制系统抗干扰设计等。电子控制顺序喷射单燃料CNG发动机的试验结果表明:以6105Q柴油机为基础改装的单燃料天然气发动机的动力性与原机指标基本相当，最大转矩达到，甚至超过原机数值，但对应转速由1800rpm降为1200rpm，转矩储备系数由原柴油机的1.8.2%提高到27.2%，因此电控多点喷气天然气发动机具有更大的转矩储备，更适合公交车辆的动力北京理工大学博士后研究报告4.7%。天然气发动机的功率为101.8kW，低于6105柴油机的名义功率106.6kW，下降幅度不超过5%。发动机的排放明显改善，彻底解决了原柴油机难于解

4、决的排烟问题。另外，由于100%采用廉价的天然气、、了I做燃料，提高了发动机的使用经济性JLJ厂﹂关键词:压缩天然气内燃机火花点火电子控制多点顺序喷射第z页北京理工大学博士后研究报告AbstractNaturalGasVehiclehasattractedmuchattentionfromtheautomobilemanufacturersofdiversecountriesanddevelopsrapidlyduetoitsabundantresources,lowemissionandhighsafetycharacteristics.Thispape

5、ranalyzesthenaturalgascharacteristics,presentsituationandfuturetrendsofthenaturalgasfuellingsystem,presenttechnicalsituationofNGenginedevelopment.Thededicatednaturalgasenginewilltakeadominantplaceinthenaturalgasvehiclefieldduetoitsbetterperformanceandlowercost,especiallyitshugepot

6、entialinreducingtheharmfulemission.Butstudiesonthededicatednaturalgasenginerosejustrecentlyinchina.Andtheelectronicallycontrolledmulti-pointgasinjectiontechniqueisthemostadvancedoneduringthenaturalgasfuellingsystemdevelops,andhasbeenappliedonthecommercialvehiclesabroad.Inchinathee

7、lectronicallycontrolledmulti-pointgasinjectiontechniquestilllocatesintheR&Dphase.Theaimofthisresearchprojectistokeepupwiththemostadvancedtechniqueintheworldandpaysmuchattentiontothebasicresearch.Aimingatthedevelopmenttendencyofthenaturalgasengineandthedynamicdemandofthelargeormedi

8、umsizeurbanbus,aspark-igniteddedi