H12V190ZLT型高增压、稀燃天然气发动机的设计开发

论文摘要

本文主要研究了H12V190Z_LT型高增压、稀燃天然气发动机的开发。了解分析国内外天然气发动机发展现状,并结合工作单位天然气发动机开发历史,决定此天然气发动机的型式和功率、热效率、排放等性能指标。采用AVL Boost热力学计算软件,对整个发动机的热力学循环过程进行计算,预测发动机整体性能,确定了增压匹配方案和发动机的配气定时。为实现既定的指标,需采用稀薄燃烧、Miller循环、提高涡流比、预燃室火花塞等技术和手段,同时需要采用先进控制系统,对发动机的空燃比、爆振检测等进行控制,对发动机的运行参数进行检测保护发动机。根据需采用的关键技术和热力学计算结果对发动机各系统进行设计。在试验台架上对H12V190Z_LT型天然气发动机进行了性能开发试验,对控制系统空燃比控制和爆振检测功能进行了标定,调整了增压器性能,确定最佳点火提前角,并给出H12V190Z_LT型天然气发动机试验结果。台架性能开发试验表明,H12V190Z_LT型天然气发动机的动力性、经济型和排放指标均达到了设计指标要求,在国内天然气发动机中处于领先水平。最后,对开发工作进行了总结并对进一步工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 开发背景及意义
• 1.1.1 开发背景
• 1.1.2 课题意义
• 1.2 天然气发动机国内外发展现状
• 1.2.1 燃烧系统发展
• 1.2.2 部分国内外机型对比
• 1.3 开发技术基础
• 1.3.1 12V190ZDT-2型天然气发动机
• LT型天然气发动机'>1.3.2 G12V190Z_LT型天然气发动机
• LDT型天然气发动机'>1.3.3 G12V190Z_LDT型天然气发动机
• 1.4 开发目标和过程
• 1.4.1 开发目标
• 1.4.2 开发过程
• 第二章 热力学模拟计算
• 2.1 概述
• 2.2 模型单元
• 2.2.1 气缸
• 2.2.2 涡轮增压器
• 2.2.3 中冷器
• 2.2.4 进（排）气管
• 2.3 仿真计算模型及计算结果
• 2.3.1 仿真计算模型
• 2.3.2 仿真计算结果
• 第三章 关键技术及布置设计
• 3.1 燃烧系统
• 3.1.1 稀薄燃烧
• 3.1.2 预燃室火花塞
• 3.1.3 增强缸内涡流
• 3.1.4 提高几何压缩比
• 3.2 Miller循环
• 3.3 高压比高效增压器
• 3.4 控制系统
• 3.5 布置设计
• 3.5.1 增压器和中冷器
• 3.5.2 进气系统
• 3.5.3 排气系统
• 3.5.4 气缸盖
• 3.5.5 活塞
• 3.5.6 防爆装置
• 第四章 试验数据和结果
• 4.1 空燃比运行线
• 4.2 点火提前角调整试验
• 4.3 爆振检测功能的实现
• 4.3.1 爆振燃烧
• 4.3.2 准备工作
• 4.3.3 爆振检测
• 4.3.4 爆振控制
• 4.4 爆振和失火极限测量
• 4.5 负荷特性
• 4.6 混合气温度变化
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表