压缩天然气发动机活塞开发

总结了过去一段时间内压缩天然气发动机活塞设计开发经验,通过对压缩天然气发动机的使用情况和特点分析了天然气发动机活塞设计需要注意的问题以及相关故障的分析,通过实例介绍了天然气发动机活塞设计开发过程。本文所论述的是重型车用柴油机改造的天然气发动机活塞的开发。     

某款当量燃烧天然气发动机活塞设计

分析了天然气发动机的燃烧特点及影响燃烧的活塞参数,对比了活塞燃烧室形状对气缸内流动的影响.针对某一款天然气发动机介绍了不同方案的活塞设计过程,并搭建台架对3种活塞方案进行对比,活塞方案确认后对发动机燃烧性能和活塞可靠性进行了确认.     

240/275系列天然气发动机活塞的研制

针对240 275系列天然气发动机的特点,进行了240 275系列天然气发动机活塞燃烧室形状的选择和设计、发动机几何压缩比计算、活塞的结构强度设计和活塞的冷却能力校核等工作,研制出240 275系列天然气发动机活塞,达到了设计要求,满足了用户使用。     

新型天然气发动机活塞设计研究

针对新型天然气发动机性能的要求,研究天然气发动机主要技术特性,分别分析活塞顶面、环岸及环槽、销孔以及其他部位与柴油机活塞异同,设计了满足天然气发动机性能要求的活塞。利用有限元分析方法,对设计方案进行分析和评价。通过2 000 h耐久试验和20万公里路试验证,得出设计结论。     

提高天然气发动机活塞冷却能力的研究

作为天然气发动机的核心零部件之一,活塞的可靠性决定了发动机的使用寿命.针对某天然气发动机出现的活塞熔顶问题,改进活塞设计,采用冷却油腔,并测量了活塞表面温度场.结果表明,采用冷却油腔后活塞顶面温度下降最大达到近48℃,明显降低了活塞的热负荷,活塞的可靠性和寿命显著提高.     

天然气发动机活塞温度场仿真计算与测试分析

借助ANSYS有限元分析软件对新开发的天然气发动机的活塞进行额定工况点的温度场仿真计算,得到活塞此工况点的温度场分布和疲劳安全系数。同时利用硬度塞法对活塞在整个工作过程中的温度场进行测试分析,验证仿真计算结果的可靠性。仿真计算结果表明,活塞最高温度为316.4℃,位于燃烧室顶部,疲劳安全系数大于1。设计的活塞满足天然气发动机的工作要求。     

基于单片机的活塞温度测量系统设计

通过触发开关、巡弋开关模块、存储器模块设计,开发一套存储式活塞温度测量系统.经过固化封装,系统误差标定,可以达到较高的测试精度.在天然气发动机上进行了试验验证,得到了发动机外特性上速度由1 000 r/min到2 100 r/min的活塞温度变化趋势.结果表明,该系统具有性能稳定,可靠性高的特点.     

活塞气压平衡孔对降低燃气机机油消耗量的原理分析

针对某柴油机改为天然气发动机后机油消耗量大幅上升问题,通过分析天然气发动机与柴油发动机工作条件的区别,在天然气发动机的活塞设计中提出增加气孔以保证活塞气压平衡的设计方法,减小缸内负压以减少机油的吸入量,有效降低了机油消耗量。更改前后的发动机机油消耗量试验结果表明:标定转速全负荷下机油燃油消耗比由0.400%降至0.048%,降低效果明显。     

高性能天然气发动机活塞的开发

针对天然气发动机燃烧清洁、热负荷较高,机械负荷较低、润滑困难、易磨损的特点,从活塞的头部设计、环岸、环槽的设计、销孔设计、内冷油腔设计对天然气活塞进行了详细描述,并对天然气活塞进行了有限元分析和试验验证。     

压缩天然气发动机的设计及性能研究

为提升压缩天然气(CNG)发动机的综合性能,从考察、研究压缩天然气理化特性的角度出发,选择在一款柴油机原型机上改装天然气发动机,为天然气发动机设计燃料供给系统、进气系统、点火系统、燃烧系统以及后处理系统,以满足压缩天然气在发动机上的相关燃用要求。对改装设计的压缩天然气发动机开展台架试验研究,分析压缩天然气发动机的负荷特性、速度特性以及万有特性,并综合评价改装后的压缩天然气发动机性能表现。研究结果表明:相比于柴油机原机,改装设计的压缩天然气发动机最大转矩提高约22%,动力性增强;同时最小等热值有效燃油消耗率下降约2%,经济性获得改善;且压缩天然气发动机的升功率和比功率提升,发动机强化程度提高。