[00635237]大功率气体发动机多点电喷系统关键技术与应用

该项目属于内燃机工程学科，涉及的科学技术领域：发动机电控燃油喷射系统。旨在解决大功率气体发动机燃料喷射系统使用电磁驱动阀时喷射流量小、控制特性差、阀杆落座冲击大、气密封性差等关键技术瓶颈问题。该技术适用于大功率商用车、船机、发电机组等不同用途的动力装置。项目组在上海市科委项目计划及企业合作项目支持下，经过多年技术积累和应用开发，形成了具有自主知识产权的电磁驱动缓冲式气体喷射阀、整体式双阀门气体喷射阀及其装配方法、双燃料发动机多点喷射驱动系统及其喷油泵、套管式内燃机进气机构等完整的技术发明体系。关键技术创新如下： 1.发明了带缓冲装置的双阀机构技术，突破了国外采用球形阀、针阀和孔阀机构的专利技术封锁。自主研发的电磁驱动缓冲式气体喷射阀和整体式双阀门气体喷射阀，使最大流量可达5.5m³/min，有效流通面积达到44mm²，工作2亿次无泄漏，流量可支持最大单缸功率达150kW以上，这些指标均达到或超过国际先进水平。 2.研发了可驱动多路低阻型喷嘴阀的智能控制器。额定驱动电流最高可达35A，10Bar大背压下阀启、闭响应总时间小于2.5ms；可灵活配置气阀驱动时所需的各阶段驱动电流波形，精确控制气阀的动作并使功耗最小化，最小驱动脉宽误差为3.5us。通过对驱动功耗理论分析与计算，并在不同工况应用最低功耗驱动波形，与常规驱动方式相比，功率高边MOS管最高工作温度从78℃降为47℃，解决了控制器功率MOS管的功耗大和散热难的技术难题。 3.发明了套管式内燃机进气机构，实现燃料和空气的充分混合、发动机空燃比闭环精确控制和稀薄燃烧。解决了气体发动机进气道及进气管内“回火”、“放炮”、扫气过程气体燃料流失等工程技术难题；采用精确的主预喷等多点组合式喷射方式，气体发动机热效率高，且大负荷时排温低于650℃，发动机寿命及可靠性得到保证，显著改善发动机性能，并使发动机具备国六及以上排放法规的可标定性潜能。 4.开发了远程监控OBD和故障自诊断功能。实现对发动机使用状况进行远程监控、故障自诊断和优化。项目研制的多点电喷系统成功应用于国内规模内燃机企业：玉柴6152燃气发电机组配套该系统，与单点系统相比功率提升10％，排气温度降低20％以上，并且调速性能优良；济柴6190燃气发动机配套该系统，使排气温度大幅度降低，并消除了爆震隐患，安全性能提高；淄柴机器配套电控多点喷射系统的6210柴油-天然气双燃料船用发动机成功交付船厂，并顺利通过了中国船级社的检验。 相关技术形成发明专利13项，新型专利14项，发表相关论文13篇，得到相关企业肯定，项目技术成果具有完全自主知识产权，电磁驱动缓冲式气体喷射阀全部系列化、国产化，整体技术和工作性能达到国际先进水平，多个关键技术指标处于国际领先水平，填补了国内空白。近三年累计实现新增产值17580万元，新增利润1087万元，新增税收546万元，直接经济效果显著。