双燃料高压共轨柴油机控制策略研究

发布时间：2017-09-27 22:16

  本文关键词：双燃料高压共轨柴油机控制策略研究

  更多相关文章： CNG/柴油双燃料发动机 喷气系统 控制策略 标定

【摘要】：柴油引燃天然气双燃料发动机动力性能够达到原机的水平,并且具有良好的经济性能和排放性能,因此是提高柴油机燃料经济性和排放性的重要途径之一。在双燃料发动机性能研究方面,电控技术是未来的主导方向,其中良好的燃气喷射时机控制和燃料量控制策略、空燃比控制策略等能够优化控制发动机的工作过程,提高发动机的功率,降低燃油消耗和污染物的排放。以YN38CRD2柴油机为研究对象,将原机改装成CNG/柴油双燃料发动机。通过分析双燃料发动机控制系统需求,对CNG供给系统进行了优化设计,采用进气歧管顺序喷射的方式。确定喷嘴的安装位置,完成了各种传感器的安装和调试,介绍双燃料发动机的工作原理并提出双燃料的系统控制方案,即：根据CNG和柴油的低热值和空燃比,按照等热值替代原则,进行柴油和CNG喷气量转化。设计了双燃料发动机输入信号处理策略,判缸驱动。进行基本控制处理：根据原机性能完成每次燃料量的实现,空燃比控制,喷气时机和喷射脉宽PWM控制。设计了基于双燃料发动机状态机的掺烧策略：起动、怠速状态采用纯柴油燃烧,中小负荷工况下不喷CNG,大负荷工况采用柴油引燃天然气燃烧方式。将CNG/柴油双燃料发动机工作模式划分为停机、起动-怠速、常规、过渡和转速限制等模式,确定各模式间相互转换条件,并设计工况判断策略；并设计起动、怠速、常规、过渡和限速等工况处理策略。进行了CNG喷气试验,对所测数据进行MAP标定,结果表明,天然气喷射控制系统能够准确控制喷气正时和喷气脉宽,喷射驱动波形符合设计要求。进行纯柴油和双燃料两种模式下发动机负荷特性和外特性试验,对比分析双燃料发动机的动力性、经济性和排放性能。结果表明,双燃料发动机动力性接近原机,振动和噪声较原机低,转速波动能够稳定在20r/min以内,实现了双燃料发动机的平稳运转,并且达到节省燃料成本和降低排放的控制效果。从而验证了所涉及的控制策略的合理性和可行性。
【关键词】：CNG/柴油双燃料发动机 喷气系统 控制策略 标定
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK421
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 背景及研究意义11-17
• 1.2 CNG/柴油双燃料发动机研究发展现状17-21
• 1.2.1 国内CNG/柴油双燃料发动机的研究发展现状17-20
• 1.2.2 国外对CNG/柴油双燃料发动机的研究发展现状20-21
• 1.3 主要研究内容21-23
• 第二章 CNG/柴油双燃料发动机控制系统23-33
• 2.1 双燃料发动机特点及系统需求23-25
• 2.1.1 CNG/柴油双燃料发动机特点23
• 2.1.2 CNG/柴油双燃料发动机系统需求分析23-25
• 2.2 CNG/柴油双燃料发动机结构及工作原理25-27
• 2.2.1 CNG/柴油双燃料发动机结构25-26
• 2.2.2 CNG/柴油双燃料发动机工作原理26-27
• 2.3 CNG/柴油双燃料发动机控制系统基本组成27-32
• 2.3.1 双燃料发动机的传感器28-29
• 2.3.2 双燃料发动机的控制器29-30
• 2.3.3 双燃料发动机的执行器30-32
• 2.4 双燃料发动机整体控制思路32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 CNG/柴油双燃料发动机控制策略设计33-49
• 3.1 输入信号处理及喷气驱动策略33-35
• 3.1.1 信号输入的处理33-34
• 3.1.2 喷气驱动34-35
• 3.2 基本控制过程处理策略35-41
• 3.2.1 喷气时机控制35-37
• 3.2.2 喷气量控制37-40
• 3.2.3 空燃比控制40-41
• 3.3 基于双燃料发动机状态机的掺烧策略41-43
• 3.3.1 双燃料发动机状态机41-42
• 3.3.2 双燃料发动机不同状态下的掺烧策略42-43
• 3.4 CNG/柴油双燃料发动机不同工况控制策略43-48
• 3.4.1 双燃料发动机工况管理43-45
• 3.4.2 CNG/柴油双燃料发动机不同工况下的控制策略45-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 CNG/柴油双燃料发动机试验及性能分析49-59
• 4.1 双燃料发动机台架布置及试验方案49-51
• 4.1.1 台架布置及测试仪器简介49-50
• 4.1.2 CNG/柴油双燃料发动机试验方案50-51
• 4.2 CNG喷气标定试验51-53
• 4.3 双燃料发动机性能分析53-57
• 4.3.1 CNG/柴油双燃料发动机动力性分析53-55
• 4.3.2 CNG/柴油双燃料发动机燃油消耗对比55
• 4.3.3 CNG/柴油双燃料发动机排放特性55-56
• 4.3.4 天然气替代率56-57
• 4.4 本章小结57-59
• 第五章 总结及展望59-61
• 5.1 总结59-60
• 5.2 展望60-61
• 致谢61-63
• 参考文献63-67
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的论文67

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