吉林大学学报(工学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (2): 414-419.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201502012

• 论文 • 上一篇    下一篇

4G200柴油/天然气双燃料系统控制与优化

刘磊1，杨福源1，欧阳明高1，方成1，姜泽军2，郝守刚2   

  1. 1.清华大学 汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084；
    2.常州易控汽车电子有限公司，江苏 常州213164
  • 收稿日期:2013-07-01 出版日期:2015-04-01 发布日期:2015-04-01
  • 通讯作者: 欧阳明高(1958)，男，教授，博士生导师.研究方向:汽车动力系统与控制.E-mail:ouymg@tsinghua.edu.cn
  • 作者简介:刘磊(1977)，男，博士研究生.研究方向:电控燃油喷射系统控制.E-mail:lei-liu06@mails.tsinghua.edu.cn
  • 基金资助:
    “863”国家高技术研究发展计划项目(2012AA111714， 2012AA111705， 2011AA11A207)；国际科技合作计划专项项目(2010DFA72760).

Control and optimization of diesel/LNG system of a 4G200 diesel engine

LIU Lei1, YANG Fu-yuan1, OUYANG Ming-gao1, FANG Cheng1,JIANG Ze-jun2, HAO Shou-gang2   

  1. 1.State Key Laboratory of Automotive Safety and Energy, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
    2.ECTEK Automotive Electronics Co.,Ltd., Changzhou 213164, China
  • Received:2013-07-01 Online:2015-04-01 Published:2015-04-01

RICH HTML

0   

PDF (PC)

356

摘要： 通过保留原机柴油供给系统和原机电控系统，加装天然气供给系统和双燃料控制系统，在一台4缸高压共轨柴油机4G200上构建了一套柴油/天然气双燃料系统，该系统利用高压喷射的柴油来引燃天然气。通过双燃料电控单元和原机电控单元协调，该双燃料系统能工作在旁路模式、跟随模式、双燃料模式和独立控制模式。通过台架标定和优化，该双燃料系统质量替代率最大为87%，最小为62%;中大负荷时双燃料系统效率更高，双燃料系统最高工作效率为114.6%。

关键词: 动力机械工程, 柴油/天然气双燃料系统, 旁路模式, 双燃料模式, 燃油替代率

Abstract: A diesel/Liquefied Natural Gas (LNG) duel fuel system is established by installation of a LGN Port Fuel Injection (PFI) system on a 4-cylinder diesel engine, in which the original common rail system and control unit are kept. The main principle is to utilize injected diesel as the ignition source of the natural gas. The system has four modes: bypass mode, following mode, duel fuel mode and individual mode. Calibration and optimization are conducted on a test bench, and experiment results show that the fuel mass substitution rate is in the range of 62% to 87%; the duel fuel system has higher efficiency under middle and heavy load in comparison to the original diesel engine.

Key words: power and machinery engineering, diesel/NG duel fuel system, bypass mode, duel fuel mode, fuel mass substitution rate

中图分类号: 

  • TK421.2
[1] 欧阳明高,李建秋,杨福源,等.汽车新型动力系统:构型、建模与仿真[M].北京:清华大学出版社,2008.
[2] 李克,杨铁皂,徐斌,等.天然气/柴油双燃料发动机
研发现状及发展[J].河南科技大学学报:自然科学版,2004,25(2):28-32.
Li Ke, Yang Tie-zao, Xu Bin, et al. Development and current situation of researches on CNG/ diesel dua-l fuel engine[J]. Journal of Henan University of Science and Technology ( Natural Science), 2004, 25(2): 28-32.
[3] 姚春德,刘增勇,高昌卿,等.柴油引燃天然气的双燃料燃烧机理的研究[J].工程热物理学报,2002,23(6):761-763.
Yao Chun-de, Liu Zeng-yong, Gao Chang-qing, et al. Study of combustion characteristics of duel fuel engine-natural gas ignited by pilot diesel[J]. Journal of Engineering Thermophysics, 2002, 23(6): 761-763.
[4] 宋金瓯,姚春德,姚广涛,等.柴油引燃天然气发动机燃烧过程的研究[J]. 热科学与技术,2005,4(2):169-173.
Song Jin-ou, Yao Chun-de, Yao Guang-tao, et al. Investigation on combustion in natural gas engine with diesel pilot[J]. Journal of Thermal Science and Technology, 2005, 4(2): 169-173.
[5] 田莹莹.天然气低碳、高效性能的数据分析[J].长江大学学报:自然科学版,2010,7(3):542-544.
Tian Ying-ying. Data analysis of low carbon, high efficiency for natural gas[J]. Journal of Yangtze University(Natural Science Edition), 2010, 7(3) : 542-544.
[6] 梁保山,高青,张纪鹏,等.双燃料发动机天然气喷射控制系统及其性能[J].吉林工业大学自然科学学报,2001,31(2):1-6.
Liang Bao-shan, Gao Qing, Zhang Ji-peng, et al. Electro-controlled gas injection of natural gas/diesel dual-fuel engine[J]. Natural Science Journal of Jilin University of Technology, 2001, 31(2): 1-6.
[7] 李国岫.柴油-天然气发动机电控气体燃料喷射技术的研究[J]. 车用发动机,2000(2):8-11.
Li Guo-you. Study on the electronically controlled gas injection system for dual fuel engine[J]. Vehicle Engine, 2000(2): 8-11.
[1] 董伟,宋佰达,邱立涛,孙昊天,孙平,蒲超杰. 直喷汽油机暖机过程中两次喷射比例对燃烧和排放的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1755-1761.
[2] 林学东, 江涛, 许涛, 李德刚, 郭亮. 高压共轨柴油机起动工况高压泵控制策略[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1436-1443.
[3] 李志军, 汪昊, 何丽, 曹丽娟, 张玉池, 赵新顺. 催化型微粒捕集器碳烟分布及其影响因素[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1466-1474.
[4] 秦静, 徐鹤, 裴毅强, 左子农, 卢莉莉. 初始温度和初始压力对甲烷-甲醇裂解气预混层流燃烧特性的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1475-1482.
[5] 宫洵, 蒋冰晶, 胡云峰, 曲婷, 陈虹. 柴油机主-从双微元Urea-SCR系统非线性状态观测器设计与分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1055-1062.
[6] 钟兵, 洪伟, 金兆辉, 苏岩, 解方喜, 张富伟. 进气门早关液压可变气门机构运动特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 727-734.
[7] 席雷, 徐亮, 高建民, 赵振, 王明森. 厚壁矩形带肋通道内蒸汽流动及传热特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 752-759.
[8] 李龙, 张幽彤, 左正兴. 变负载控制在自由活塞内燃发电机的缸压控制中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(2): 473-479.
[9] 田径, 刘忠长, 刘金山, 董春晓, 钟铭, 杜文畅. 基于燃烧边界参数响应曲面设计的柴油机性能优化[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 159-165.
[10] 卫海桥, 裴自刚, 冯登全, 潘家营, 潘明章. 压电喷油器多次喷射对GDI汽油机颗粒物排放的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(1): 166-173.
[11] 李志军, 何丽, 姜瑞, 申博玺, 孔祥金, 刘世宇. 柴油机微粒捕集器灰分分布对其压降的影响评价[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1760-1766.
[12] 郭亮, 杨文昭, 王云开, 孙万臣, 程鹏, 李国良. 废气再循环对丁醇/柴油混合燃料发动机的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(6): 1767-1774.
[13] 虞浏, 刘忠长, 刘江唯, 杜宏飞, 许允. 直喷汽油机喷雾粒径特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(5): 1482-1488.
[14] 刘忠长, 腾鹏坤, 田径, 许允, 亓升林, 于凯波. 二级增压柴油机旁通阀调节特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 796-803.
[15] 彭玮, 李国祥, 闫伟. 适用于发动机散热器的壁面函数改进[J]. 吉林大学学报(工学版), 2017, 47(3): 804-810.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!
版权所有 © 《吉林大学学报(工学版)》编辑部
地址：长春市人民大街5988号　电话：+86-431-85095297　传真：+86-431-85094074　E-mail: xbgxb@jlu.edu.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发