本文關(guān)鍵詞：雙燃料高壓共軌柴油機控制策略研究

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【摘要】：柴油引燃天然氣雙燃料發(fā)動機動力性能夠達到原機的水平,并且具有良好的經(jīng)濟性能和排放性能,因此是提高柴油機燃料經(jīng)濟性和排放性的重要途徑之一。在雙燃料發(fā)動機性能研究方面,電控技術(shù)是未來的主導方向,其中良好的燃氣噴射時機控制和燃料量控制策略、空燃比控制策略等能夠優(yōu)化控制發(fā)動機的工作過程,提高發(fā)動機的功率,降低燃油消耗和污染物的排放。以YN38CRD2柴油機為研究對象,將原機改裝成CNG/柴油雙燃料發(fā)動機。通過分析雙燃料發(fā)動機控制系統(tǒng)需求,對CNG供給系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計,采用進氣歧管順序噴射的方式。確定噴嘴的安裝位置,完成了各種傳感器的安裝和調(diào)試,介紹雙燃料發(fā)動機的工作原理并提出雙燃料的系統(tǒng)控制方案,即：根據(jù)CNG和柴油的低熱值和空燃比,按照等熱值替代原則,進行柴油和CNG噴氣量轉(zhuǎn)化。設(shè)計了雙燃料發(fā)動機輸入信號處理策略,判缸驅(qū)動。進行基本控制處理：根據(jù)原機性能完成每次燃料量的實現(xiàn),空燃比控制,噴氣時機和噴射脈寬PWM控制。設(shè)計了基于雙燃料發(fā)動機狀態(tài)機的摻燒策略：起動、怠速狀態(tài)采用純柴油燃燒,中小負荷工況下不噴CNG,大負荷工況采用柴油引燃天然氣燃燒方式。將CNG/柴油雙燃料發(fā)動機工作模式劃分為停機、起動-怠速、常規(guī)、過渡和轉(zhuǎn)速限制等模式,確定各模式間相互轉(zhuǎn)換條件,并設(shè)計工況判斷策略；并設(shè)計起動、怠速、常規(guī)、過渡和限速等工況處理策略。進行了CNG噴氣試驗,對所測數(shù)據(jù)進行MAP標定,結(jié)果表明,天然氣噴射控制系統(tǒng)能夠準確控制噴氣正時和噴氣脈寬,噴射驅(qū)動波形符合設(shè)計要求。進行純柴油和雙燃料兩種模式下發(fā)動機負荷特性和外特性試驗,對比分析雙燃料發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放性能。結(jié)果表明,雙燃料發(fā)動機動力性接近原機,振動和噪聲較原機低,轉(zhuǎn)速波動能夠穩(wěn)定在20r/min以內(nèi),實現(xiàn)了雙燃料發(fā)動機的平穩(wěn)運轉(zhuǎn),并且達到節(jié)省燃料成本和降低排放的控制效果。從而驗證了所涉及的控制策略的合理性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：CNG/柴油雙燃料發(fā)動機 噴氣系統(tǒng) 控制策略 標定
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK421
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 背景及研究意義11-17
• 1.2 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機研究發(fā)展現(xiàn)狀17-21
• 1.2.1 國內(nèi)CNG/柴油雙燃料發(fā)動機的研究發(fā)展現(xiàn)狀17-20
• 1.2.2 國外對CNG/柴油雙燃料發(fā)動機的研究發(fā)展現(xiàn)狀20-21
• 1.3 主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機控制系統(tǒng)23-33
• 2.1 雙燃料發(fā)動機特點及系統(tǒng)需求23-25
• 2.1.1 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機特點23
• 2.1.2 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機系統(tǒng)需求分析23-25
• 2.2 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機結(jié)構(gòu)及工作原理25-27
• 2.2.1 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機結(jié)構(gòu)25-26
• 2.2.2 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機工作原理26-27
• 2.3 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機控制系統(tǒng)基本組成27-32
• 2.3.1 雙燃料發(fā)動機的傳感器28-29
• 2.3.2 雙燃料發(fā)動機的控制器29-30
• 2.3.3 雙燃料發(fā)動機的執(zhí)行器30-32
• 2.4 雙燃料發(fā)動機整體控制思路32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機控制策略設(shè)計33-49
• 3.1 輸入信號處理及噴氣驅(qū)動策略33-35
• 3.1.1 信號輸入的處理33-34
• 3.1.2 噴氣驅(qū)動34-35
• 3.2 基本控制過程處理策略35-41
• 3.2.1 噴氣時機控制35-37
• 3.2.2 噴氣量控制37-40
• 3.2.3 空燃比控制40-41
• 3.3 基于雙燃料發(fā)動機狀態(tài)機的摻燒策略41-43
• 3.3.1 雙燃料發(fā)動機狀態(tài)機41-42
• 3.3.2 雙燃料發(fā)動機不同狀態(tài)下的摻燒策略42-43
• 3.4 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機不同工況控制策略43-48
• 3.4.1 雙燃料發(fā)動機工況管理43-45
• 3.4.2 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機不同工況下的控制策略45-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第四章 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機試驗及性能分析49-59
• 4.1 雙燃料發(fā)動機臺架布置及試驗方案49-51
• 4.1.1 臺架布置及測試儀器簡介49-50
• 4.1.2 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機試驗方案50-51
• 4.2 CNG噴氣標定試驗51-53
• 4.3 雙燃料發(fā)動機性能分析53-57
• 4.3.1 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機動力性分析53-55
• 4.3.2 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機燃油消耗對比55
• 4.3.3 CNG/柴油雙燃料發(fā)動機排放特性55-56
• 4.3.4 天然氣替代率56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第五章 總結(jié)及展望59-61
• 5.1 總結(jié)59-60
• 5.2 展望60-61
• 致謝61-63
• 參考文獻63-67
• 附錄A 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文67

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本文編號：932207