电控LNG发动机高海拔总功率影响数试验及研究.pdf

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1、试验-研究TestandReasearch电控LNG发动机高海拔总功率影响参数试验及研究*李政，程晓青，祝捷青海省内燃动力机械高原动力及排放重点实验室摘要I利用移动式内燃机集装箱试验台架，对电控LNG发动机高原动力恢复进行试验研究，通过对燃空比、点火提前角、进气压力控制参数的调整及优化，发动机的动力性、经济性得到明显改善。实地试验表明，参数优化后，海拔高度的变化对LNG发动机中高速区的动力性影响较小，海拔每升高1000m，最大转矩仅下降2．0％，标定功率仅下降2．3％。关键词：LNG发动机；功率恢复；燃空比；点火提前角；进气压力天然气以其资源丰富、价

2、格便宜、燃烧完全、排放优本文利用自行研制的移动式内燃机集装箱试验台良等诸多优点引起人们的重视，LNG(液化天然气)发动架，对电控LNG发动机在0—4150m不同海拔高度的动机在国内平原地区已逐步得到使用。我国拥有世界上面力性进行了试验研究，通过调整燃空比、点火提前角、进积最大的高原地区，发动机在这种气候环境下工作时功气压力，探求恢复LNG发动机功率的方法。率显著下降、燃气消耗率增加，进行LNG发动机高原功率恢复研究已是当务之急。1试验装置和方案恢复LNG发动机的高原动力性，需要研究不同海拔1．1试验装置大气环境下，发动机处于一定转速和负荷时，电控燃料

3、管试验在移动式内燃机集装箱试验台架上进行。试验理系统应供给多少天然气，电控点火系统应提供多大的台主要由LNG进气系统、发动机、测功机、主控计算机、点火提前角，电控进气压力系统如何保证理想的进气压数据采集系统、测试设备组成。试验台利用内燃机实际运力，以使发动机的动力性、经济性更好。燃空比、进气压行状态通过喷射控制参数的调整，测试发动机不同海拔力、点火提前角是LNG发动机工作调整控制的重要动态高度下的动力性、经济性。试验用的LNG发动机为电控参数，通过这些参数的调整可以改变发动机的性能。在一增压中冷LNG发动机，此发动机采用稀薄燃烧技术，额定工况条件下，

4、要寻找一组比较好的喷射控制参数，目前定功率为290kW，最大转矩为1750N·m。最可靠的办法是通过台架试验来确定。1．2检测用仪器设备·基金项目：青海省(应用)基础研究计划项目(2013一Z-702)作者简介：李政(1965__一)，男，山西代县人，高级工程师，学士，研究方向：机械设计、内燃机、工程机械高原适应性技术研究。2。j工霏缸栈l2。．9霏缸械第45卷I第9期总第491期检测用仪器设备见表1。表1检测用仪器设备3不同大气环境对混合气浓度的调节通过调节电控调压器控制天然气的流量，与同时进序号名称型号生产厂家入混合器增压中冷后的空气混合，研究发

5、动机的进气和1电涡流测功机CW440D燃气消耗特性，精确地进行混合气燃空比控制以提高发2发动机测试系统r凯迈(洛阳)机电动机的动力性和经济性。燃气当量燃空比直接反映的是有限公司3移动台架车燃空比的大小，也表示混合气的浓度。图2、图3为在海拔2200m时发动机负荷特性试验1．3试验方案的数据。试验参照国标GB／T18297-2001《汽车发动机性能试验方法》，利用移动试验台架，进行不同海拔高度的实§地性能试验，试验方案见表2。槲篙表2不同海拔全负荷工况标定试验方案睾丌．OOOOOOOOO馨海拔高度，m转速／(r·min)调整参数0，2200，3300，

6、点火提前角、燃空比、l200～200o4150进气压力功~／g／kW对不同海拔下的标定试验和功率试验所得数据进行图2不同转速下燃气当量燃空比随功率的变化关系如下分析。(海拔高度2200n1)：、2LNG发动机随海拔变化的功率损失I_、。芒LNG发动机在高原环境下出现的主要问题是功率●下降，这也是制约LNG发动机普及的一个重要原因。图1一中所示是喷射控制参数未调整时发动机动力性随海拔变●化的曲线。褂3l0一E290●270Z燃气当盘燃空比西毒250230癣图3不同转速下耗气率同燃气当量燃空比的关系鞲210斗<略(海拔高度2200m)l90170随着功率

7、和转速的提高，燃气当量燃空比逐渐下降；在小负荷时，随着转速的提高下降的幅度较大，在大负荷海拔高度／m时，随着转速的提高燃气当量燃空比逐渐接近。图1标定功率和最大转矩随海拔变化趋势随着燃气当量燃空比的变化，燃气耗气率显示先下经过试验验证，该LNG发动机动力性在大负荷和高降后升高的趋势，当量燃空比在0．70左右时，耗气率最海拔时下降较为明显，海拔每升高1000m，最大转矩和小；随着转速的提高，耗气率上升，耗气率曲线向当量燃标定功率平均下降了5．6％和6．6％。发动机动力性和经济空比大的方向移动。性较低海拔均变差，其中以动力性更为明显，难以满足在图4、图5

8、为不同海拔的LNG发动机外特性试验曲高海拔地区运行要求。线。由图4可见，随着功率的增加，燃气当量燃空比下降。