甲醇发动机直接起动技术研究

随着双碳政策的推进,甲醇作为燃料应用于内燃机,具有更为积极的意义。经过多年的技术攻关,我国甲醇内燃机的开发取得了很大的突破和进展,但也面临着一些技术难题,需要从业者踏踏实实地做好技术攻关工作。因甲醇具有高汽化潜热及低蒸汽压的燃料特性,容易造成甲醇燃料蒸发困难、缸内温度较低,导致发动机冷起动困难。从甲醇燃料雾化和蒸发机理着手,通过不同的方案设计及试验开发,最终找出甲醇发动机直接起动的最佳方案。

大功率电机直接起动的逆变器控制模式切换策略

在冲击性负荷下(如短路故障)要保证逆变器可靠地运行,采用两种控制模式:正常情况下,逆变器输出恒定电压,工作于电压控制模式;异常情况下(如短路、冲击性负载),逆变器输出电流恒定,工作于电流控制模式。两种控制模式的切换成为逆变器可靠运行的关键技术之一。常用的切换策略:故障的负载电流值大于电流阈值和故障消除的负载电压恢复到额定电压进行模式切换。但是,为解决冲击性负载下可靠地保护,希望进入电流控制模式的电流阈值较低,而在特定的负载下安全地直接起动大容量电机(电机的起动电流一般是额定电流的几倍甚至上十倍),则希望电流阈值较高。针对二者矛盾,文中利用大功率电机起动与故障工况的差异,再引入电压阈值作为判断条件解决了电机起动误入电流控制模式的问题,两台400kV.A、50Hz的样机实验验证了该策略的有效性。

缸内直喷汽油机直接起动的燃烧和排放特性

分析了不同起动位置下缸内直喷汽油机直接起动过程中起动缸的燃烧和排放性能，采用快速HC采集仪对起动缸缸内以及排气中的HC进行测量，研究起动缸缸内混合气浓度和排放性能，通过缸压和运动规律的研究确定优化后的喷射量和起动位置．研究结果表明，喷油量同缸内实际当量比呈线性关系，起动缸容积越小，喷射燃油的加浓比例越大．在保证着火可靠性不出现失火现象的前提下，增大燃油喷射量，使得起动缸内燃烧变差，HC排放量增加；增大起动缸的容积，则起动性能及排放均有所改善，较为优化的起动缸位置为压缩上止点前70°～80°CA．

直接起动过程缸内直喷汽油蒸发的影响规律研究

采用三维数值模拟并用定容喷射室试验验证的方式,对直喷汽油机起动首缸中喷油后油气混合及燃油的蒸发附壁情况进行研究。研究结果表明:直接起动缸喷油后燃油附壁的比例较大,点火前仍有部分液滴以液态形式存在于混合气当中;随着温度上升,混合气中的液态燃油比例逐渐减小并趋于0,附壁油膜的质量比率在温度低于140℃时明显减少,高于140℃后减幅趋于平缓。对比研究醇类汽油与汽油可以得到:醇类汽油喷射后的燃油蒸发较差,点火前燃油附壁比例过大,不适用于不使用起动电机辅助的直接起动方式。

直喷汽油机直接起动停止技术研究发展与展望

能源和环境危机给汽车工业界提出了挑战,直接起动停止技术作为一项"节能减排"的关键性技术,目前已经受到越来越多的关注。其中直喷汽油机由于其直喷的特殊性,能够不依靠起动电机而直接在缸内喷油点火起动发动机,使得直接起动停止技术在能够在更多的车型上推广应用。但时至今日,直喷汽油机的直接启动技术仍然存在着较大的技术难关,本文将对其发展过程中存在的一些关键性问题进行阐述,并展望未来发展方向。

活塞初始位置对GDI汽油机直接起动模式的影响

针对一台4G15缸内直喷汽油机试验研究了活塞初始位置对直接起动模式实现及转动特性的影响,并探讨了不同冷却液温度及喷射压力下直接起动模式实现的活塞初始位置范围的变化。研究结果表明：对于正转或反转直接起动模式,活塞初始位置均需控制在适当的范围才能实现,且两种模式实现的活塞初始位置范围既有一定的重和,又存在一定的差异。两种模式联合应用可显著扩大直接起动模式实现的活塞初始位置范围。冷却液温度过高或过低,直接起动模式实现的活塞初始位置范围均有一定程度的减小,当冷却液温度为70℃时,范围达到最大;提高燃油压力有利于扩大直接起动模式实现的活塞初始位置范围。将膨胀缸活塞控制在90~125°CA是一个较佳的选择,其可在较宽的冷却液温度及燃油压力变化范围内实现直接起动模式。

GDI发动机直接起动首循环着火和转动特性

为了促进发动机直接起动模式的成功实现,在一台四缸GDI发动机上研究了不同主动因素和被动因素对发动机首循环着火和转动特性的影响,并分析了在不同被动因素下使首循环能够可靠着火的主动因素控制范围和获得较好转动特性所对应的主动因素优化选取。研究结果表明:合理控制点火正时和过量空气系数能使首循环同时获得较高的燃烧压力及燃烧一致性。不同冷却液温度、轨压和活塞初始位置等被动因素下,保证首循环可靠着火的点火正时和过量空气系数范围也存在一定的差异。并且,不同被动因素下需分别选取适当的点火正时和过量空气系数才能使首循环获得较高的转动速度,促进发动机直接起动模式的实现。

起动初始条件对GDI汽油机反转直接起动模式实现的影响

针对一台4G15缸内直喷汽油机试验研究了冷却水温、活塞初始位置、油轨内燃油压力等起动初始条件对反转直接起动模式实现的影响，并分析了在不同初始条件下膨胀缸和压缩缸控制参数的优化选取策略。研究结果表明：随着初始条件的变化，与之相匹配的优化控制参数也有所改变。燃油压力和冷却水温降低后，需采用较浓的混合气。冷却水温在70-80℃之间时有利于反转起动模式的实现，提高燃油压力同样也有利于反转起动模式的实现。为使反转直接起动模式成功实现，活塞初始位置需要控制在适当的范围内，当压缩缸活塞初始位置处于上止点后曲轴转角为-60°-70°之间时，在压缩缸和膨胀缸相继着火后可使发动机获得较大的正向转动速度，有利于提高起动响应性。

怠速转速和节气门开度对停机特性及直接起动模式实现的影响

针对一台4G15缸内直喷汽油机试验研究了停机前怠速转速及停机过程节气开度对发动机停机特性及直接起动模式实现的影响。研究结果表明:随着停机前怠速转速的升高,停机过程曲轴平均转过的圈数显著增加。然而,在节气门开度较小的条件下,单纯提高停机前怠速转速对缸内废气的清除效果有限,且膨胀缸活塞最终停止相位具有极大的随机性,直接起动模式均难以实现。随着停机过程节气门开度的增加,曲轴平均转过的圈数增大,膨胀缸活塞最终停止的相位变化范围减小,在气缸中间位置的停止概率显著升高。同时,增大节气门开度也是一种极为有效清除缸内残余废气的技术措施,可使直接起动模式首循环着火和直起成功的概率显著升高。

关于电动机直接起动母线电压计算方法的论证

在工程设计中。异步电动机直接起动经常采用电压波动估算法对母线电压进行计算。本文结合了电动机的内部结构和等效电路。阐述了起动时电动机本身参数的变化和起动特性。进而对起动系统的各部分参数作了分析、说明。推导出母线短路容量和起动回路额定输入容量及母线电压相对值的计算公式。论证过程为电气人员在理论上理解电动机起动设计提供了依据。

直接起动阶段直喷汽油机运动特性的模拟

建立了直喷汽油机的三维数值模型和运动学模型,并进行了试验验证。模拟了直喷汽油机在直接起动过程中不同喷油策略和点火时刻下的燃烧特性、反转和正转过程的运动特性。结果表明:与单次喷油相比,采用两次喷油策略时,首个着火气缸内混合气燃烧后的最大气缸压力较大,而且其大小受到点火时刻的影响;首个着火气缸内混合气燃烧后的最大气缸压力较大,则直喷汽油机反转过程中转过的最大角度较大;在各种喷油条件下,第2个着火气缸在反转到其最大转角前2°左右点火,正转过程转速较高,有利于直喷汽油机的直接起动。

一种辅助海上油田群电网大型异步电机直接起动的静止无功发生器控制方法

海上油田群电网由于容量相对较小,当大型异步电动机负载直接起动时,会导致无功需求增加、电压突降、机组过载解列和负荷低压脱扣等问题。提出了一种基于静止无功发生器的改进动态无功控制策略。在常规无功/电压控制基础上,增加电机起动补偿器和切换器功能,控制电机起动过程中各调节器及其参量的切换,实现电机的平稳起动并降低对系统的冲击。控制方法应用于我国南海的涠西南油田群电网。仿真分析表明,该方法能对大型异步电机直接起动提供足够的动态无功支撑,达到稳定电压和保证燃气轮发电机和负荷安全运行的目标。

电动机直接起动电压波动的校验及技术处理

阐述了电动机直接起动时,电压波动的校验依据及相关计算方法的选择应用,并结合工程实例推导出了实用的估算公式,同时分析了电压损失、电压偏差与电压波动的概念,指出d2了两者的相互关系和区别。

发电机直接起动可比拟容量电动机的电压估算简析

某些小容量机组及分布式能源站工程,具有10 kV发电机电压母线,由发电机电压母线直接供电的大容量电动机,是否可采用全电压直接起动方式,是一个值得研究的问题。提供了由发电机直接起动可比拟容量电动机的电压估算方法,可供设计时参考。

大功率、远距离电动机组同时直接起动电压降计算

以某市城市轨道交通地下车站里的远端大功率电动机组同时直接起动为例,通过电缆线路上的电压降计算来合理选择设置双电源切换柜的设计方案,可为类似工程的设计提供参考。

专供变压器直接起动高压大容量电动机的应用

根据邱集煤矿主排水设备的特点及条件 ,经过分析比较 ,采用专供变压器直接起动的方式 ,较好地解决了主排水泵电动机的起动问题。

直接起动电机功率的范围

依据实际的应用 ,推算出直接起动电机功率范围 ,并结合实例对其进行了分析。

直接起动式直流起动/发电机换向优化设计

为了改善直接起动式直流起动/发电机的起动换向性能,分析了起动/发电机直接起动特点及大电流对换向性能的影响,结合电刷宽度对电抗电动势的影响,通过增加电刷宽度来优化起动换向性能,并通过无火花换向试验验证了该优化方法的有效性。

高压大容量鼠笼型电动机直接起动方式的确定

冶金企业在电力系统方面的最大特点是:企业变电站装机容量大,单机用电负荷也大.从地下采矿巷道通风机、地下水泵站到破碎厂的破碎机、选矿厂的球磨机、烧结厂的抽风机、高炉的鼓风机、炼钢厂制氧站的空分机到轧钢厂轧钢机的电力拖动电动机大多是大容量的高压电动机.

船舶电动机直接起动回路的配电保护设计方法

现代船舶要求配电网络具有精确、可靠的选择性保护。直接起动的电动机具有较大的起动冲击电流,准确设置其配电保护装置参数非常重要。本文讨论分析了典型电动机直接起动回路的保护方式,提出了保护器件整定参数的计算方法。