醇-油雙燃料在內燃機上應用的標定研究.pdf

1、本課題主要針對醇燃料(甲醇和乙醇)應用在壓燃式和點燃式發(fā)動機上的標定研究。通過分析國內外的發(fā)動機標定技術和電控系統(tǒng)發(fā)展狀況，使用神經(jīng)網(wǎng)絡和模糊控制理論對醇類燃料在發(fā)動機上應用進行了臺架和道路標定，提出針對穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況的標定方法，為醇類燃料推廣應用奠定了堅實的基礎。
　　 本課題應用的醇燃料包括甲醇和乙醇分別在壓燃發(fā)動機上的組合燃燒，甲醇以裂解氣的形式在點燃發(fā)動機上的組合燃燒。這些應用中的電子控制系統(tǒng)采用飛思卡爾16位單片機構成

2、；標定系統(tǒng)采用了CAN總線通訊，實現(xiàn)電控系統(tǒng)和PC機的通訊。為了達到電控系統(tǒng)對發(fā)動機噴醇的控制，需要完成的標定工作包括電控系統(tǒng)組件標定，經(jīng)濟性運行脈譜標定，排放運行脈譜標定和道路標定等。
　　 根據(jù)標定要求和內容，在一臺六缸增壓柴油機上應用了乙醇燃料，根據(jù)不同的標定參數(shù)獲得了發(fā)動機的性能指標，對影響這些性能指標的標定參數(shù)進行了討論和優(yōu)化；在一輛斯太爾(裝有WD615增壓中冷柴油機的集裝箱)卡車上搭載了甲醇燃料發(fā)動機后，根據(jù)不同的

3、路面狀況和運行工況獲得了發(fā)動機在相應路況下工況分布的統(tǒng)計頻次，按照百公里油耗方法獲得了進一步優(yōu)化標定的經(jīng)濟運行脈譜；另外，在一臺四缸全電控汽油機上，采用汽油加熱、廢氣中氧濃度反饋方法進行過渡的方法成功燃用了甲醇裂解氣，在臺架上通過標定工作及隨后的道路試驗，實現(xiàn)了電控系統(tǒng)對發(fā)動機的控制。
　　 研究表明，經(jīng)過標定，醇燃料發(fā)動機的經(jīng)濟性普遍優(yōu)于原機，排放也得到了改善。在發(fā)動機中低負荷工況，必須依據(jù)替代率來標定噴射脈譜，否則過高或者過

4、低的替代率將導致經(jīng)濟性惡化；當發(fā)動機負荷達到一定數(shù)值后，替代率不會對經(jīng)濟性有較大影響；采用醇燃料的發(fā)動機，其NOx排放普遍得到降低，特別是在中小負荷；在中高負荷工況，替代率對NOx減少沒有較大改變，應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)動機的CO和HC在催花前較原機有大幅增加，特別是在中低負荷，經(jīng)過催化氧化轉化器，CO和HC排放得到有效控制，原低于原機，并達到國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，試驗表明，全負荷的煙度排放需要通過標定工作來改善。
　　 瞬態(tài)標定表明，采用神經(jīng)網(wǎng)絡模型細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)動機在城市工況降低煙度排放；在上海等地的道路標定試驗結果證明，醇類燃料能夠實現(xiàn)對原機的汽油或柴油替代，性能指標特別是經(jīng)濟性比較理想，其中，甲醇對柴油的替代率在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，能夠達到替換比為1.3～1.5。<