低排放甲醇柴油双燃料智能燃烧系统的设计与研发

发布时间：2020-06-29 06:14

【摘要】：随着经济社会的快速发展,人们对石油等化石燃料的消费需求与日俱增,同时伴随着化石资源短缺、环境污染等一系列问题。在石油资源短缺、环境污染严重、汽车数量激增的大背景下,甲醇作为具有广阔前景的石油替代燃料将发挥十分积极且重要的作用。依据甲醇和柴油的燃烧特性,提出新型混合燃烧方式燃烧甲醇,即在起车或小负荷工况下,发动机以纯柴油模式进行燃烧;在中高负荷工况下,发动机以双燃料模式燃烧。这种燃烧方式可有效节省柴油提高燃料经济性,显著降低HC、CO以及NOx的排放量。针对提高甲醇对柴油替代率,改善发动机排放品质的问题,提出分工况控制的方法,实现了在不同工况下采用相应的策略控制喷醇时长的研究,达到了甲醇对柴油平均替代率30%以上,大幅度降低有害气体排放量的结果。以PIC16F876A单片机为核心设计开发出ECU。ECU通过对发动机参数的采集与分析,即可准确判断出双燃料发动机所处工况。为了方便对系统各参数的监控与调试,设计了上位机界面。通过上位机可标定各传感器参数并实时显示发动机的各项参数,而且可以根据发动机不同的工作条件调节喷醇参数。针对上位机发送喷醇参数离散化的问题,在ECU软件编程中采用插值算法,将控制喷醇的离散三维MAP图连续化,达到了平滑MPA图的效果。为了使甲醇在发动机内与柴油充分混合燃烧,自主设计了喷醇器,喷醇器喷射的雾状甲醇能与空气构成均匀混合质进入发动机。喷醇器设计实现了甲醇和柴油的有效分离,使发动机可以在纯柴油燃烧模式和双燃料燃烧模式下灵活切换。该系统在实验发动机上进行试验证明安全后,在装载车上进行了安装,装载车使用的是潍柴发动机。通过跟踪记录装载车的使用情况,统计数据表明,该系统对提高燃料经济性,节省柴油,降低污染物排放有着可观的效果。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ038.1

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 徐铭辰;齐惠卿;;中国甲醇汽车产业化发展前景分析[J];经济问题;2014年12期

2 刘军恒;姚春德;魏立江;耿鹏;王全刚;余海涛;;甲醇柴油比对二元燃料燃烧与排放特性的影响[J];工程热物理学报;2014年10期

3 夏琦;姚春德;魏立江;刘军恒;;柴油/甲醇组合发动机燃烧压力特性研究[J];农业机械学报;2014年02期

4 李薇;耿淑琴;侯立刚;;PIC单片机与PC机串行通信的实现[J];电子科技;2012年10期

5 朱庆云;李雪静;乔明;任静;;世界汽柴油标准及供需发展趋势浅析[J];中外能源;2011年10期

6 姚春德;许汉君;;车用燃料发展和研究现状及其未来展望[J];汽车安全与节能学报;2011年02期

7 姚春德;张志辉;张镇顺;;柴油/甲醇组合燃烧发动机的微粒排放及催化转化特性[J];内燃机学报;2010年06期

8 李文乐;;甲醇汽油在国内外应用情况及分析[J];化工进展;2010年03期

9 姚春德;程传辉;张镇顺;黄钰;;柴油/甲醇组合燃烧发动机的微粒排放特性[J];内燃机学报;2008年04期

10 姚春德,李云强;醇燃料-未来汽车的石油替代燃料[J];柴油机;2004年01期

相关博士学位论文 前3条

1 许汉君;柴油/甲醇二元燃料燃烧反应动力学研究[D];天津大学;2012年

2 夏琦;柴油/甲醇组合燃烧的道路试验及燃烧特性研究[D];天津大学;2011年

3 黄钰;柴油—甲醇组合燃烧发动机的控制策略及试验研究[D];天津大学;2008年

相关硕士学位论文 前2条

1 许汉君;甲醇对高十六烷值燃料着火与燃烧特性影响的机理研究[D];天津大学;2010年

2 方景瑞;新能源汽车能源及环境效益的分析研究与评价[D];吉林大学;2009年

本文编号：2733521