柴油—甲醇組合燃燒發(fā)動機(jī)的控制策略及試驗研究.pdf

1、柴油機(jī)因為其良好的經(jīng)濟(jì)性以及可靠性，得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是，微粒和氮氧化物（NOx）排放達(dá)標(biāo)問題仍是制約其發(fā)展的關(guān)鍵。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對石油的需求量日益增加，所以尋找石油替代燃料也已是當(dāng)務(wù)之急。 針對甲醇燃料的特點，提出柴油-甲醇組合燃燒方式。組合燃燒系統(tǒng)在發(fā)動機(jī)起動、暖車以及怠速工況下使用純柴油工作模式，當(dāng)發(fā)動機(jī)機(jī)體溫度上升，進(jìn)入正常運行工況后，進(jìn)入柴油-甲醇組合燃燒模式。 根據(jù)組合燃燒發(fā)動機(jī)的特點，將發(fā)動

2、機(jī)運行工況分為6類，針對每類工況提出不同的控制策略。采用C語言和匯編語言的混合編程方法編寫完成組合燃燒控制軟件?？刂栖浖木帉戇\用模塊化設(shè)計思路，自頂向下、逐步細(xì)化的結(jié)構(gòu)化軟件設(shè)計方法。軟件以MC9S12DP256芯片作為運行平臺，通過對發(fā)動機(jī)傳感器的信號識別，能夠準(zhǔn)確判斷柴油-甲醇組合燃燒發(fā)動機(jī)的運行工況，在發(fā)動機(jī)電子控制單元的內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲區(qū)間存儲了發(fā)動機(jī)運行二維控制MAP圖，該軟件通過MAP插值計算方法將二維控制MAP圖中離散、有限

3、的控制量轉(zhuǎn)變成連續(xù)的控制量，根據(jù)發(fā)動機(jī)負(fù)荷的變化自動定時定量的控制甲醇燃料噴射電磁閥。 提出了以甲醇對柴油的替代率和替換比為控制目標(biāo)，以排放作為約束條件的組合燃燒標(biāo)定方法，在發(fā)動機(jī)臺架上進(jìn)行了標(biāo)定工作，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對MAP數(shù)據(jù)進(jìn)行了優(yōu)化，得到了更為緊密和平滑的控制MAP數(shù)據(jù)。結(jié)果表明運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的方法不僅能夠減少標(biāo)定工作量，而且完全能夠達(dá)到組合燃燒系統(tǒng)的要求。 在490QDI發(fā)動機(jī)臺架上對組合燃燒發(fā)動機(jī)進(jìn)行了不同

4、控制方式、不同替代比率以及加裝了DOC（氧化催化轉(zhuǎn)化器）之后的對比試驗。試驗結(jié)果表明組合燃燒系統(tǒng)在小負(fù)荷時，甲醇對柴油的替代率不宜過高，在中等負(fù)荷采用30％～40％的替代率，在大負(fù)荷時采用40％～50％替代率能夠取得較好的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。通過加裝DOC后處理器后能夠大幅度的降低HC和CO的排放量。采用甲醇的順序噴射控制方式，發(fā)動機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性、HC、CO排放均略優(yōu)于甲醇連續(xù)噴射控制方式，但是，NOx排放略高于后者。 組合燃燒