柴油/天然气双燃料发动机控制系统设计

利用自主设计的双燃料发动机的控制系统,将高压共轨柴油机改装成双燃料发动机。该系统包括天然气供给系统、控制单元(ECU)及其配套传感器等。发动机起动和怠速时在纯柴油模式下运行,当负荷达到某一设定值时,柴油ECU减少引燃柴油的喷射,同时天然气ECU增加天然气量的喷射,发动机在双燃料模式下运行。台架试验结果表明:在不同工况下,天然气平均替代率达到75%,最高替代率达到90%。     

天然气/柴油双燃料发动机的试验研究

以柴油机为原型,增加了天然气供气系统,开发了天然气/柴油双燃料发动机。采用闭环控制系统对天然气进气量进行实时控制,发动机采用双阶段双燃料模式运行,实现了全负荷工况下天然气对柴油85%左右的替代率,在保持原机动力性的基础上实现了良好的经济性。     

天然气/柴油双燃料发动机的试验研究

以柴油机为原型,增加了天然气供气系统,开发了天然气/柴油双燃料发动机。采用闭环控制系统对天然气进气量进行实时控制,发动机采用双阶段双燃料模式运行,实现了全负荷工况下天然气对柴油85%左右的替代率,在保持原机动力性的基础上实现了良好的经济性。     

双燃料控制系统在船用发动机上的应用研究

为进一步提高C8190型发动机的性能,使双燃料控制系统在船用发动机上得到应用,在C8190型发动机上配装双燃料控制系统。该控制系统具有纯柴油模式和双燃料模式自动切换功能,满足中国船级社(China Classification Society,简称CCS)要求。通过纯柴油模式和双燃料模式下的推进特性试验,测试该控制系统的性能以及发动机的运行情况。试验结果表明,在双燃料控制系统的控制下,C8190型船用发动机运行平稳,各项性能指标均满足设计要求,可推广应用于船用发动机及其他机型。     

Z6170ZLCZ/S-8型双燃料发动机开发

介绍了Z6170ZLCZ/S-8型双燃料发动机的总体设计方案,重点阐述了双燃料发动机的天然气进气及控制系统,以及如何实现双燃料模式燃烧。在纯柴油模式及双燃料模式下进行了发动机性能对比分析。试验结果表明:Z6170ZLCZ/S-8型双燃料发动机燃油替代率最高可达75%,综合燃油替代率为70%,其它性能均达到设计要求。     

柴油/天然气双燃料发动机柴油燃烧策略的研究

基于自主研发的第三代并行式柴油/天然气双燃料发动机电控系统,利用FIRE软件建立柴油/天然气双燃料发动机柴油喷射系统的多次喷射模型。同时,通过进气压力控制过量空气系数,实现柴油/天然气双燃料发动机稀薄燃烧方式。针对高负荷工况,研究了多次喷射策略和稀薄燃烧方式对双燃料发动机最大压力升高率及NOx排放的影响。结果表明:发动机工作在高负荷及柴油替代率为80%时,采用双燃料稀薄燃烧方式能使NOx排放降低,但最大压力升高率仍可能超过安全临界值1MPa/(°)。采用合适的预喷射量与预喷射时刻能降低最大压力升高率。通过多次喷射和稀薄燃烧方式相结合的燃烧策略对缸内燃烧方式进行组织,可以实现双燃料发动机高替代率燃烧,并使高负荷时NOx排放达到或者低于国Ⅴ标准限值。     

Z6170ZLCZ/S-8型双燃料发动机开发

介绍了Z6170ZLCZ/S-8型双燃料发动机的总体设计方案,重点阐述了双燃料发动机的天然气进气及控制系统,以及如何实现双燃料模式燃烧。在纯柴油模式及双燃料模式下进行了发动机性能对比分析。试验结果表明:Z6170ZLCZ/S-8型双燃料发动机燃油替代率最高可达75%,综合燃油替代率为70%,其它性能均达到设计要求。     

一种新型双燃料发动机控制系统的应用研究

在一款六缸多点喷射船用双燃料发动机上进行新型双燃料发动机控制系统的应用研究。为测试该控制系统的性能,在纯柴油和双燃料模式进行了发动机推进特性试验。试验结果表明:在控制系统的作用下,该船用双燃料发动机运行平稳,各项性能指标均达到设计要求。标定工况下:燃气替代率大于70%;纯柴油模式下烟度为1.90 FSN,双燃料模式下烟度为0.13 FSN。节能减排效果明显。     

LNG柴油双燃料发动机多点顺序喷射试验研究

为将纯柴油发动机改造为LNG/柴油双燃料多点顺序喷射发动机,在不改变原型机结构前提下设计了一套天然气供给系统。为验证该供气系满足否满足原型机在额定工况下的需求,设计了进气道喷射模拟试验台。试验验证表明:该天然气供给系统能够满足发动机在额定工况下燃气供应量及喷射控制的需求,且整套系统能够根据发动机不同工况调整天然气的喷射量。试验结果可为发动机在双燃料模式下运行提供前期数据支撑。     

钻井用柴油/天然气双燃料发动机的研究

论文通过对钻井用柴油/天然气双燃料发动机的特性分析,指出了钻井用双燃料发动机必需具备的一些特征。提出了一种智能的柴油/天然气双燃料发动机控制方案,并对该控制方案进行了阐述,一种以柴油的最低燃油位置曲线为目标以控制燃气阀开度为手段的闭环控制。通过控制程序的MAP图参数的设置,使燃油和燃气供应量逐渐逼近期望值,实现了燃气和燃油供应的动态调整。最后通过试验,验证了该方案的可行性,该双燃料发动机动力性好,动态响应快,抗负荷冲击能力强,运行可靠,操作方便,柴油替代率达到了75%以上,完全能适应钻井动力的需求。通过该技术,降低了石油天然气钻探成本,降低了机组排放,有助于石油天然气钻探行业节能减排的目标实现。