某型天然氣發(fā)動機工作過程仿真及性能優(yōu)化.pdf

1、隨著船舶工業(yè)的飛速發(fā)展和排放法規(guī)的愈加嚴格，各國都在積極尋找發(fā)動機替代燃料。天然氣熱值高，儲量較豐富，而且使用天然氣的發(fā)動機排放污染小，所以成為發(fā)動機的理想替代燃料。選擇合理的控制參數及結構參數，對天然氣發(fā)動機動力性及經濟性的提升具有重要作用。本文通過理論分析，試驗研究和仿真模擬相結合的手段，對某型號天然氣發(fā)動機進行研究。
　　在企業(yè)的試驗平臺上進行了天然氣發(fā)動機的性能試驗，測試了全負荷工況時，天然氣發(fā)動機的性能參數，即扭矩、功率

2、、燃氣消耗率、缸內壓力等，隨發(fā)動機轉速的變化規(guī)律，并將天然氣發(fā)動機的性能參數與柴油機進行對比。結果表明，天然氣發(fā)動機的動力性指標較柴油機降低了，燃氣消耗率及平均排氣溫度較柴油機有所升高。
　　基于天然氣發(fā)動機各項結構參數及控制參數，本文運用 GT-Power性能仿真軟件建立了8缸天然氣發(fā)動機模型。在該模型的基礎上，根據天然氣燃料的理化性質，研究了壓縮比、點火提前角、進氣系統(tǒng)結構及配氣正時對發(fā)動機性能的影響。
　　模擬計算了不

3、同負荷時，壓縮比對發(fā)動機動力性、經濟性及缸內燃燒的影響，分析了壓縮比對發(fā)動機功率、扭矩、燃氣消耗率、缸內燃燒壓力及最大壓力升高率的影響。結果表明，在壓縮比為12.5時，發(fā)動機扭矩及功率得到提升，燃氣消耗率及排氣溫度有所下降。模擬計算了不同負荷時，點火提前角對發(fā)動機動力性、經濟性及缸內燃燒狀況的影響，結果表明，點火提前角在18~20°CA時，發(fā)動機功率有所提升，燃氣消耗率和排氣溫度有所下降。
　　模擬計算了進氣總管、進氣支管結構參數

4、對發(fā)動機性能的影響，分析了充氣效率、缸內燃燒壓力、扭矩及燃氣消耗率隨進氣管結構參數的變化規(guī)律。計算結果表明，改進后的進氣管結構參數，對提升發(fā)動機充氣效率比較有利。
　　模擬計算了三種典型轉速下，配氣相位對發(fā)動機性能的影響，分析了進氣遲閉角對充氣效率的影響，排氣提前角對泵氣損失的影響。結果表明，適當減小進氣遲閉角能夠提升充氣效率，適當減小排氣提前角，能夠降低泵氣損失，為廢氣的掃除和新鮮混合氣的進入創(chuàng)造條件，從而改善原機的動力性及經濟