醇-油雙燃料在內(nèi)燃機(jī)上應(yīng)用的標(biāo)定研究.pdf

1、本課題主要針對(duì)醇燃料(甲醇和乙醇)應(yīng)用在壓燃式和點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)上的標(biāo)定研究。通過(guò)分析國(guó)內(nèi)外的發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定技術(shù)和電控系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制理論對(duì)醇類(lèi)燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用進(jìn)行了臺(tái)架和道路標(biāo)定，提出針對(duì)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況的標(biāo)定方法，為醇類(lèi)燃料推廣應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　 本課題應(yīng)用的醇燃料包括甲醇和乙醇分別在壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)上的組合燃燒，甲醇以裂解氣的形式在點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)上的組合燃燒。這些應(yīng)用中的電子控制系統(tǒng)采用飛思卡爾16位單片機(jī)構(gòu)成

2、；標(biāo)定系統(tǒng)采用了CAN總線(xiàn)通訊，實(shí)現(xiàn)電控系統(tǒng)和PC機(jī)的通訊。為了達(dá)到電控系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)噴醇的控制，需要完成的標(biāo)定工作包括電控系統(tǒng)組件標(biāo)定，經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行脈譜標(biāo)定，排放運(yùn)行脈譜標(biāo)定和道路標(biāo)定等。
　　 根據(jù)標(biāo)定要求和內(nèi)容，在一臺(tái)六缸增壓柴油機(jī)上應(yīng)用了乙醇燃料，根據(jù)不同的標(biāo)定參數(shù)獲得了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)，對(duì)影響這些性能指標(biāo)的標(biāo)定參數(shù)進(jìn)行了討論和優(yōu)化；在一輛斯太爾(裝有WD615增壓中冷柴油機(jī)的集裝箱)卡車(chē)上搭載了甲醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)后，根據(jù)不同的

3、路面狀況和運(yùn)行工況獲得了發(fā)動(dòng)機(jī)在相應(yīng)路況下工況分布的統(tǒng)計(jì)頻次，按照百公里油耗方法獲得了進(jìn)一步優(yōu)化標(biāo)定的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行脈譜；另外，在一臺(tái)四缸全電控汽油機(jī)上，采用汽油加熱、廢氣中氧濃度反饋方法進(jìn)行過(guò)渡的方法成功燃用了甲醇裂解氣，在臺(tái)架上通過(guò)標(biāo)定工作及隨后的道路試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了電控系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制。
　　 研究表明，經(jīng)過(guò)標(biāo)定，醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性普遍優(yōu)于原機(jī)，排放也得到了改善。在發(fā)動(dòng)機(jī)中低負(fù)荷工況，必須依據(jù)替代率來(lái)標(biāo)定噴射脈譜，否則過(guò)高或者過(guò)

4、低的替代率將導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性惡化；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷達(dá)到一定數(shù)值后，替代率不會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)性有較大影響；采用醇燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)，其N(xiāo)Ox排放普遍得到降低，特別是在中小負(fù)荷；在中高負(fù)荷工況，替代率對(duì)NOx減少?zèng)]有較大改變，應(yīng)該盡量減少醇燃料的噴射，以避免增加HC排放。
　　 醇燃料組合燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的CO和HC在催花前較原機(jī)有大幅增加，特別是在中低負(fù)荷，經(jīng)過(guò)催化氧化轉(zhuǎn)化器，CO和HC排放得到有效控制，原低于原機(jī)，并達(dá)到國(guó)Ⅲ排放要求；煙度排放總體水平由于醇燃

5、料的加入得到改善，試驗(yàn)表明，全負(fù)荷的煙度排放需要通過(guò)標(biāo)定工作來(lái)改善。
　　 瞬態(tài)標(biāo)定表明，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型細(xì)化的控制脈譜和模糊控制模型獲得的一維控制脈譜能夠幫助醇燃料發(fā)動(dòng)機(jī)在城市工況降低煙度排放；在上海等地的道路標(biāo)定試驗(yàn)結(jié)果證明，醇類(lèi)燃料能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)原機(jī)的汽油或柴油替代，性能指標(biāo)特別是經(jīng)濟(jì)性比較理想，其中，甲醇對(duì)柴油的替代率在20％～40％，替換比在1.6～2.2之間；甲醇裂解氣和汽油的組合燃燒，能夠達(dá)到替換比為1.3～1.5。<