本文關(guān)鍵詞：基于冷熱EGR耦合與兩段燃油噴射控制的柴油低溫燃燒研究

  更多相關(guān)文章： 低溫燃燒 多段噴射 冷熱EGR 協(xié)同控制 模式切換

【摘要】：低溫燃燒作為一種高效清潔的技術(shù),是近年來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。但是,由于低溫燃燒缺乏直接的燃燒控制手段,所以其燃燒過(guò)程及模式切換過(guò)程的控制一直是研究的難點(diǎn)。本文提出了采用兩段燃油噴射以及EGR率與溫度的耦合控制來(lái)實(shí)現(xiàn)低溫燃燒油氣混合和燃燒過(guò)程控制的研究思路。開(kāi)展了兩段燃油噴射參數(shù)對(duì)LTC燃燒、性能和排放等參數(shù)影響的研究;探討了冷熱EGR雙回路系統(tǒng)對(duì)EGR率與進(jìn)氣溫度的控制作用;耦合冷熱EGR和兩段燃油噴射,研究了穩(wěn)態(tài)工況下優(yōu)化控制策略;針對(duì)LTC、CI燃燒模式的相互切換過(guò)程,開(kāi)展了瞬態(tài)過(guò)程控制研究,提高了切換過(guò)程平順性并抑制了瞬態(tài)HC排放突變。首先,在HC濃度分布試驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了兩段噴射瞬態(tài)HC濃度分布試驗(yàn),揭示了噴射段數(shù)和噴射間隔等參數(shù)對(duì)燃油霧化充分性和均勻性的影響規(guī)律,獲得了以濃度值大小和均勻性權(quán)衡考慮,并結(jié)合實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)上運(yùn)行時(shí)的限制等條件的優(yōu)化噴油策略是兩段噴射結(jié)合噴射間隔中間值。在此基礎(chǔ)上,在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上研究了兩段燃油噴射對(duì)LTC燃燒、性能和排放的影響,揭示了兩段噴射間隔、噴射時(shí)刻和噴射比例等對(duì)低溫燃燒過(guò)程及排放的影響規(guī)律。以燃油消耗率和NOx排放為主要評(píng)價(jià)基準(zhǔn),確定了兩段燃油噴射參數(shù)的控制策略。其次,設(shè)計(jì)并建立了LTC燃燒冷熱EGR雙回路發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)平臺(tái)。在建立的冷熱EGR雙回路發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上,引入了EGR率和進(jìn)氣溫度協(xié)同控制的方法,通過(guò)冷EGR閥、熱EGR閥和背壓閥的協(xié)同控制,實(shí)現(xiàn)了EGR率與進(jìn)氣溫度的精確控制。進(jìn)行了EGR率與進(jìn)氣溫度單因素變化對(duì)LTC燃燒和排放的影響研究。結(jié)果表明低轉(zhuǎn)速時(shí)等EGR率條件下,進(jìn)氣溫度的升高對(duì)油氣混合的促進(jìn)作用大于氣量減少的不利作用。獲得了不同工況下的EGR控制策略:在低轉(zhuǎn)速低負(fù)荷工況下,應(yīng)引入較高溫度的少量EGR,促進(jìn)燃油的蒸發(fā)霧化;在高轉(zhuǎn)速下則引入大EGR率的冷卻EGR,實(shí)現(xiàn)對(duì)燃燒相位的控制。然后,將兩段噴射和EGR手段耦合,在冷熱EGR雙回路試驗(yàn)臺(tái)架上,試驗(yàn)研究了EGR作用下的兩段噴射油量比變化對(duì)燃燒和排放的影響。揭示了第二段噴射油量越大,EGR推遲燃燒以及使第二段油量更充分霧化蒸發(fā)效果越明顯,并確定了EGR與兩段噴射的耦合控制策略。最后,針對(duì)LTC與CI燃燒模式切換過(guò)程,開(kāi)展了IMEP平順性及瞬態(tài)HC排放控制研究。針對(duì)CI-LTC切換過(guò)程,提出了兩個(gè)過(guò)渡循環(huán)內(nèi)兩段噴射脈寬比例調(diào)節(jié)的策略,降低了循環(huán)波動(dòng)率,同時(shí)避免了切換初期輸出功率大幅下降問(wèn)題。針對(duì)LTC-CI切換過(guò)程,發(fā)現(xiàn)了低轉(zhuǎn)速下切換后HC峰值現(xiàn)象,提出了五個(gè)油量調(diào)節(jié)循環(huán)內(nèi)逐漸遞增的單段噴射策略,既消除了瞬態(tài)HC峰值現(xiàn)象,又降低了IMEP循環(huán)波動(dòng)率。
【關(guān)鍵詞】：低溫燃燒 多段噴射 冷熱EGR 協(xié)同控制 模式切換
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK421.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-7
• 常用符號(hào)縮寫(xiě)表7-11
• 第一章 緒論11-26
• 1.1 引言11-12
• 1.2 低溫燃燒理論介紹12-14
• 1.3 柴油低溫燃燒研究現(xiàn)狀14-23
• 1.3.1 低溫燃燒控制手段14-17
• 1.3.2 柴油低溫燃燒實(shí)現(xiàn)方式17-18
• 1.3.3 燃燒模式切換研究現(xiàn)狀18-21
• 1.3.4 柴油低溫燃燒HC排放研究現(xiàn)狀21-23
• 1.4 柴油低溫燃燒應(yīng)用面臨的主要問(wèn)題23-24
• 1.5 本課題的研究意義和內(nèi)容24-26
• 第二章 試驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)26-38
• 2.1 氣缸HC濃度分布試驗(yàn)臺(tái)架的設(shè)計(jì)與搭建26-29
• 2.2 柴油LTC冷熱EGR雙回路單缸發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)29-32
• 2.3 冷熱EGR雙回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)32-34
• 2.3.1 EGR閥的設(shè)計(jì)與控制33
• 2.3.2 熱EGR回路設(shè)計(jì)33-34
• 2.3.3 冷EGR回路設(shè)計(jì)34
• 2.4 發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架控制和采集系統(tǒng)34-37
• 2.4.1 控制系統(tǒng)模塊34-36
• 2.4.2 數(shù)據(jù)監(jiān)控及采集模塊36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-38
• 第三章 兩段燃油噴射參數(shù)對(duì)燃燒和排放的影響研究38-62
• 3.1 兩段噴射瞬態(tài)HC濃度分布趨勢(shì)研究38-43
• 3.1.1 兩段噴射HC濃度空間分布研究39-41
• 3.1.2 噴射段數(shù)及噴射間隔變化對(duì)HC濃度空間分布的總體影響研究41-43
• 3.2 兩段噴射時(shí)刻對(duì)燃燒、性能和排放的影響43-55
• 3.2.1 兩段噴射時(shí)刻對(duì)燃燒和性能的影響44-51
• 3.2.2 兩段噴射時(shí)刻對(duì)排放的影響51-55
• 3.3 兩段噴射比例對(duì)燃燒、性能和排放的影響55-60
• 3.3.1 兩段噴射比例對(duì)燃燒和性能的影響55-59
• 3.3.2 兩段噴射比例對(duì)排放的影響59-60
• 3.4 本章小結(jié)60-62
• 第四章 冷熱EGR對(duì)LTC燃燒及排放影響的試驗(yàn)研究62-75
• 4.1 閥門(mén)開(kāi)度對(duì)EGR率及進(jìn)氣溫度的影響62-66
• 4.2 等EGR率下進(jìn)氣溫度對(duì)LTC燃燒及排放的影響66-70
• 4.2.1 進(jìn)氣溫度變化范圍研究66-67
• 4.2.2 等EGR率下的進(jìn)氣溫度對(duì)燃燒和排放的影響67-70
• 4.3 等進(jìn)氣溫度下EGR率對(duì)LTC燃燒及排放的影響70-72
• 4.4 EGR率與進(jìn)氣溫度協(xié)同配合下的優(yōu)化IMEP輸出72-73
• 4.5 本章小結(jié)73-75
• 第五章 EGR與兩段燃油噴射耦合控制試驗(yàn)研究75-87
• 5.1 EGR作用下兩段噴射對(duì)燃燒的影響研究75-80
• 5.2 EGR作用下兩段噴射對(duì)排放的影響研究80-82
• 5.3 EGR與兩段噴射耦合優(yōu)化策略研究82-85
• 5.3.1 優(yōu)化參數(shù)確定及優(yōu)化總原則82-83
• 5.3.2 綜合策略優(yōu)化過(guò)程83-85
• 5.4 本章小結(jié)85-87
• 第六章 過(guò)渡循環(huán)燃油噴射策略對(duì)模式切換過(guò)程影響研究87-116
• 6.1 CI向LTC切換過(guò)程研究87-105
• 6.1.1 無(wú)過(guò)渡循環(huán)切換過(guò)程研究87-90
• 6.1.2 過(guò)渡循環(huán)研究總原則90-91
• 6.1.3 單過(guò)渡循環(huán)兩段噴射策略研究91-100
• 6.1.4 雙過(guò)渡循環(huán)兩段噴射策略研究100-105
• 6.2 LTC向CI切換過(guò)程研究105-114
• 6.2.1 直接切換過(guò)程研究106-109
• 6.2.2 噴油策略調(diào)節(jié)下的切換過(guò)程對(duì)比研究109-114
• 6.3 本章小結(jié)114-116
• 第七章 全文總結(jié)與展望116-119
• 7.1 全文總結(jié)116-117
• 7.2 工作展望117-118
• 7.3 創(chuàng)新點(diǎn)說(shuō)明118-119
• 參考文獻(xiàn)119-125
• 致謝125-126
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表或錄用的論文及獲得的專利126-129

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 湯冬梅;燃油噴射技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)[J];機(jī)械制造與自動(dòng)化;2002年04期

2 鄒明;李本R，

本文編號(hào)：600519