大功率190柴油∕天然气双燃料发动机的试验研究.pdf

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1、2010年第3期(总第117期)内燃机与动力装置I.C.E&Powerplant2010年6月【试验研究】大功率190柴油/天然气双燃料发动机的试验研究吴增刚(胜利油田胜利动力机械集团有限公司,山东东营257032)摘要:柴油/天然气双燃料发动机具有良好的使用特性,它是将天然气与空气混合后引入气缸内,形成可燃混合气,与喷入气缸内的柴油共同作用输出功率。本文重点介绍了大功率190柴油/天然气双燃料发动机的配置原理以及试制试验过程,并对双燃料发动机的动力性、经济性、可靠性做了分析。关键词:双燃料发动机;动力性;经济性;可靠性中图分类号

2、:TK463文献标志码:B文章编号:1673—6397(2010)03—0018—03TheTrialExperimentalofHigh——Power190Diesel——CNGDual——FuelEngineWUZeng—gang(ShengLiOilFieldShengLiPowerMachineryGroupCo.,Ltd.,Dongying257032,China)Abstract:Diesel/CNGdual—fuelenginehasagoodapplicablecharacteristic,themixtureof

3、naturalgasandairentersintothecylinderandformscombustiblemixture.thenoutputspower埘tlltheInteractionofdieselinjectedintocylinders.Thispaperfocusesontheconfigurationprincipleofhigh—power190Diesel—CNGdual—fuelen舀ne。theprocessoftrialexperimentalandthedynamicperformance.The

4、economy,reliabilityofdual—fuelen舀nepowerwereanalyzed.KeyWords:Dual—FuelEngine;DynamicPerformance;Economy;Reliability引言柴油/天然气双燃料发动机具有良好的使用特性,它是将天然气与空气混合后引入气缸内,形成可燃混合气,与喷入气缸内的柴油共同作用输出功率。这种系统对原柴油机的结构不做变动,在没有足够气体燃料来源时,双燃料发动机易于恢复原柴油机的工作方式。双燃料发动机具有改装简单、成本低、风险小、投资回收周期短的特点。胜动

5、集团的柴油/天然气双燃料发动机由PZl2V190B型柴油机改制而成,柴油机原机及供油系统不做任何变动,仅增加一套供气装置。1柴油/天然气双燃料发动机的配置及工作原理双燃料发动机的燃气供气装置包括发动机控制保护系统、燃料供给和调节系统。具体燃料供给流程见图1。图1柴油/天然气双燃料发动机燃料供给流程图发动机控制保护系统:包括控制器、执行器和防爆震安全装置、进气管压力传感器、进气管温度传感器、转速传感器、线束以及附属装置等。控制器:通过对各种传感器信号的分析,向执行器发出控制指令;作者简介:吴增刚(1975一),男,汉族,山东平度人,

6、工程师,本科,从事燃气发动机的研究与开发工作。2010年第3期吴增刚:大功率190柴油/天然气双燃料发动机的试验研究。19·执行器:接收控制器的控制指令,控制燃气蝶门的开度;防爆震安全装置:采用特有的爆震实时监测技术,当有爆震发生时,自动切断燃气供应,迅速转换到全柴油工作模式;燃料供给和调节系统:由电磁阀、零压调压阀、天然气过滤器及手动阀门、天然气控制阀、混合器组成。天然气由气源经减压后进入电磁阀,然后经低压调压阀再次减压(O~0.5kPa)、稳压后通过燃气控制阀蝶门进入混合器,在混合器内天然气与空气按一定比例混合,混合气经增压中

7、冷后进入进气总管,最后到达各气缸内。当发动机出现故障或发动机熄火时,电磁阀自动切断天然气的供给。柴油的供给量由高压油泵上的机械调速器自动调整。由于天然气参与做功,在相同的负荷下,调速器会自动减少柴油的供给量。混合器采用文丘里喉管混合方式,天然气的进入量会对空气的进入量进行一定程度的自动跟踪,与减压阀系统共同作用,保证发动机在各个工况获得最佳的空燃比,改善发动机的燃烧过程。2试制试验及结果2.1试验过程气调节阀的开度实时地由转速和负荷信号决定,使发动机始终处于最佳工作状态。试验人员需要根据转速和负荷信号来制定燃气蝶门MAP图参数,即

8、燃气开度表。以便控制器实时调整燃气阀开度。试验过程中的操作界面见图2。2.2试验结果2.2.1双燃料发动机的动力性图3、图4分别为纯柴油工作状态和双燃料工作状态外特性(75%负荷)曲线图。+功率M曲线纯柴油外特性(75%负荷)一油耗6。曲线爹700

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