原油的日漸枯竭和大氣污染的加劇,促使全世界政府、學(xué)者和企業(yè)都在積極開發(fā)更加清潔高效的內(nèi)燃機替代燃料。天然氣以其豐富的儲量,較低的價格,優(yōu)良的抗爆震性能和極低的污染物排放,成為21世紀(jì)交通運輸領(lǐng)域最有前途的替代能源。目前,天然氣運用于發(fā)動機上的成熟方案主要是點燃式天然氣發(fā)動機。為了進一步發(fā)揮天然氣高辛烷值的優(yōu)勢,開始在壓燃式發(fā)動機上燃用天然氣,天然氣由進氣道進入發(fā)動機氣缸,在壓縮行程末期由噴射進入缸內(nèi)的柴油作為點火源引燃天然氣。該種形式的柴油引燃天然氣發(fā)動機因其優(yōu)良的動力性,極低的NOx和PM排放,受到學(xué)術(shù)界和企業(yè)界的極大關(guān)注。本文在一臺高壓共軌增壓柴油機上進行了雙燃料改裝,添加了天然氣噴射系統(tǒng),實現(xiàn)了天然氣進氣口順序噴射。并針對高壓共軌柴油／天然氣雙燃料發(fā)動機開發(fā)了電控系統(tǒng),介紹了雙燃料ECU的硬件架構(gòu)、基本功能,以及構(gòu)成電控系統(tǒng)的主要傳感器和執(zhí)行器的作用、構(gòu)成和原理。提出了雙燃料工作模式下基于原機噴油信號的等熱值替代控制策略。一方面可以保留原機純柴油模式工作的能力,另一方面在雙燃料模式下工作時,可以最大限度利用原機成熟的控制算法,依據(jù)原機ECU實時噴油信號計算當(dāng)前工況下引燃油量和天然... 

【文章來源】：長安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 天然氣作為車用燃料的特點
        1.2.1 天然氣的物化特性
        1.2.2 天然氣應(yīng)用于車輛時的有點和缺點
    1.3 天然氣發(fā)動機研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 高壓共軌柴油/天然氣雙燃料發(fā)動機的組成
    2.1 高壓共軌柴油機原機結(jié)構(gòu)組成
        2.1.1 原機主要技術(shù)參數(shù)
        2.1.2 原機燃油系統(tǒng)組成
    2.2 雙燃料發(fā)動機的改裝
        2.2.1 雙燃料發(fā)動機改裝的原則
        2.2.2 本文實驗所采用的改裝方案
    2.3 天然氣供給系統(tǒng)組成
        2.3.1 LNG氣瓶系統(tǒng)
        2.3.2 天然氣氣耗儀
        2.3.3 天然氣噴軌總成
    2.4 本章小結(jié)
第三章 電子控制系統(tǒng)組成
    3.1 電控系統(tǒng)總體構(gòu)成
    3.2 雙燃料ECU硬件系統(tǒng)
    3.3 關(guān)鍵傳感器
        3.3.1 曲軸位置傳感器
        3.3.2 凸輪軸位置傳感器
        3.3.3 進氣流量傳感器
        3.3.4 加速踏板位置傳感器
        3.3.5 寬域氧傳感器
        3.3.6 進氣壓力/溫度傳感器
        3.3.7 排氣溫度傳感器
    3.4 主要執(zhí)行器
        3.4.1 電子節(jié)氣門
        3.4.2 天然氣噴射電磁閥
    3.5 本章小結(jié)
第四章 柴油/天然氣雙燃料發(fā)動機控制策略
    4.1 啟動及怠速工況控制策略
        4.1.1 啟動噴油量控制
        4.1.2 怠速噴油量控制
    4.2 穩(wěn)態(tài)工況時的雙燃料控制策略
        4.2.1 每循環(huán)理論噴油量的計算
        4.2.2 引燃油量和天然氣量的計算
        4.2.3 引燃油和天然氣噴射脈寬的確定
        4.2.4 引燃油和天然氣噴射時刻的確定
    4.3 油氣切換時的控制策略
        4.3.1 切換過程分析
        4.3.2 切換過程控制策略
    4.4 本章小結(jié)
第五章 柴油/天然氣雙燃料發(fā)動機試驗研究
    5.1 試驗系統(tǒng)簡介
    5.2 噴射油量控制算法的試驗驗證
    5.3 等熱值替代控制算法的試驗驗證
    5.4 兩種運行模式下外特性對比
    5.5 兩種運行模式下排放性能對比
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]等熱值替代的天然氣雙燃料發(fā)動機的改裝和控制策略[J]. 楊博,尉星,習(xí)成訓(xùn),寧小康,曾科.  汽車安全與節(jié)能學(xué)報. 2014(04)
[2]雙燃料發(fā)動機電控單元的設(shè)計與控制策略[J]. 楊博,劉亦夫,尉星,曾科.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2014(05)
[3]含氧燃料添加對引燃式天然氣發(fā)動機細顆粒排放的影響[J]. 周磊,寧小康,鄭瑜,劉亦夫,曾科.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2014(01)
[4]柴油/天然氣雙燃料發(fā)動機控制策略研究[J]. 吳光耀.  柴油機. 2011(04)
[5]車用天然氣燃料在我國的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 林在犁.  內(nèi)燃機. 2007(02)
[6]電子節(jié)氣門技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 陶國良,郭連.  車用發(fā)動機. 2003(04)
[7]柴油引燃天然氣發(fā)動機著火特性及其影響因素的研究[J]. 林志強,蘇萬華,王國祥.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2003(03)
[8]代用燃料汽車技術(shù)(一) 世界汽車技術(shù)發(fā)展跟蹤研究(五)[J]. 孫濟美,郭英男,洪偉,劉忠長,許思傳,張紀(jì)鵬,孫志軍.  汽車工藝與材料. 2002(11)
[9]柴油引燃式天然氣發(fā)動機最佳引燃柴油量及過量空氣系數(shù)濃限、稀限的研究[J]. 林志強,蘇萬華.  內(nèi)燃機學(xué)報. 2002(06)
[10]高壓共軌噴油器設(shè)計參數(shù)對性能影響的研究[J]. 林鐵堅,汪洋,蘇萬華,謝輝,李紹安,程剛,王小波.  內(nèi)燃機學(xué)報. 2001(04)

博士論文
[1]共軌式發(fā)動機控制單元（ECU）的研究[D]. 李克.天津大學(xué) 2010
[2]稀燃天然氣發(fā)動機燃燒過程研究和燃燒系統(tǒng)開發(fā)[D]. 焦運景.天津大學(xué) 2009

碩士論文
[1]寬域氧傳感器控制器開發(fā)[D]. 呂鵬.湖南大學(xué) 2014
[2]天然氣/柴油雙燃料發(fā)動機油氣切換的優(yōu)化控制[D]. 肖貽鵬.重慶大學(xué) 2007
[3]燃燒室形狀和噴氣規(guī)律對天然氣發(fā)動機燃燒的改善[D]. 黃晶慧.吉林大學(xué) 2007



本文編號：3528992