乙醇/柴油双燃料发动机喷射协调控制研究

作     者：邹诚华 

作者单位：昆明理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王贵勇

授予年度：2021年

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：柴油 乙醇 双燃料 替代率 试验 控制策略 

摘      要：随着环境污染的愈发严重和排放法规的日益严格,可控活性压缩着火(Reactivity Controlled Compression Ignition,RCCI)燃烧技术因其能够在实现较高热效率的同时降低NOx和PM的排放而受到广大研究者的关注。为了协调控制不同燃料之间的合理喷射,进行双燃料发动机控制策略的研究。课题通过自主开发的双燃料电控系统开发测试平台,结合台架试验和计算仿真分析了乙醇替代率对双燃料发动机性能的影响,研究并验证了双燃料发动机不同工况下的乙醇替代率控制策略。论文首先分析了乙醇/柴油双燃料发动机的技术特点与系统需求,搭建了双燃料发动机的试验台架。基于乙醇/柴油双燃料发动机电控系统开发测试平台,设计了基于热值转换的乙醇/柴油双燃料喷射控制策略,实现了双燃料发动机RCCI燃烧,进行了乙醇替代率的试验研究。同时采用AVL FIRE软件建立了相应的发动机燃烧室模型进行乙醇替代率的研究。最后结合台架试验和计算仿真的数据结果,进行乙醇/柴油双燃料发动机乙醇替代率控制策略的研究与验证。仿真和试验结果表明:在发动机中引入乙醇燃烧时,可以降低发动机整体温度,增大混合工质的滞燃期,有利于改善NOx和PM的排放:引入乙醇后,双燃料发动机较原机动力性基本不变,排气温度降低,有效燃油消耗率降低,提高了发动机的经济性。在低负荷下,引入乙醇会降低发动机有效热效率,增大油耗。在中高负荷下,适当引入乙醇可以提高发动机有效热效率,提高缸内压力峰值,降低燃油消耗。75%负荷时,乙醇替代率边界为20%。90%负荷时,乙醇替代率的边界为30%。台架试验验证了乙醇替代率控制策略的可靠性和合理性。