学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

低压直喷发动机稀释燃烧优化及爆震控制研究

作　者: 于勇
导　师: 胡春明
学　校: 天津大学
专　业: 动力工程
关键词: 低压直喷 EGR 稀释燃烧爆震
分类号: TK411.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 111次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

当今世界,能源的发展和环境保护是全人类共同关心的焦点,也是我国社会经济发展的重要问题,内燃机的主要发展方向是改进燃烧过程,提高机械效率,减少热损失,降低燃料消耗率,减轻对环境的污染。喷雾引导的缸内直喷技术是提高发动机热效率,降低排放,降低燃油消耗的有效手段。低压空气辅助直喷发动机相比于高压直喷发动机具有更好的雾化效果稳定性,且降低了成本,更具有市场应用价值,研究表明,低压缸内直喷发动机采用稀释混合气燃烧,可以使用较高压缩比,使热效率提高,在部分负荷时,可以通过加大节气门开度减小节流损失,能够改善燃油经济性,稀释燃烧技术可有效的降低最高燃烧温度,从而抑制爆震的发生。本文围绕这几个关键的问题对低压直喷发动机进行了稀释燃烧优化,并对爆震控制进行了研究。具体研究内容如下:1.研制了发动机综合数据采集系统,整合了台架试验所用的设备,通过设备的数据通讯接口将各设备数据同步上传到数据采集系统,搭建了一个完整的发动机台架,建立了良好的试验平台。2.研制基于CCP协议的发动机标定系统,采用CAN网络与被标定的控制单元进行通信,实现对控制单元参数的调节以及对数据的上传和下载。3.研制了发动机燃烧分析系统及爆震采集模块。燃烧分析系统可以实时监测气缸压力曲线及基于示功图进行燃烧分析,可得到燃烧放热率、压力升高率、累积放热率、IMEP、循环变动等燃烧参数;提出了一种时域信号积分和频域信号积分相结合的快速爆震检测算法,可以对发动机进行实时的爆震监测。4.利用发动机标定系统和燃烧分析系统,监测发动机的燃烧过程,通过优化点火提前角、空燃比、EGR率等参数,研究稀释燃烧参数的变化的规律。研究结果表明EGR率在5%-20%之间燃烧循环变动较小,可有效降低燃油消耗率8%-21%5.利用发动机标定系统和燃烧分析系统爆震采集模块,通过点火提前角、EGR率、空燃比等参数的调整,研究爆震的控制方法。研究结果表明当量空燃比下EGR率每增加5%,爆震极限点火提前角平均可提前2°CA.

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-17
  1.1 汽油直喷发动机技术  10-13
    1.1.1 缸内直喷技术（GDI）  10-11
    1.1.2 低压空气辅助直喷发动机技术  11-13
  1.2 直喷汽油机稀释燃烧技术  13-14
  1.3 直喷汽油机稀释燃烧爆震检测与控制  14-16
    1.3.1 爆震检测方法  14
    1.3.2 稀释燃烧爆震控制  14-16
  1.4 论文研究内容和选题意义  16-17
第二章低压直喷发动机台架系统搭建  17-23
  2.1 低压空气辅助直喷发动机系统  17-20
    2.1.1 低压空气辅助直喷发动机参数  17-18
    2.1.2 空气辅助燃油喷射系统  18-19
    2.1.3 空气辅助直喷发动机外部EGR 系统  19-20
  2.2 台架测功机系统  20-21
  2.3 油耗仪和尾气分析仪  21
  2.4 冷却液恒温控制系统和润滑油恒温控制系统  21-22
  2.5 本章总结  22-23
第三章低压直喷发动机试验控制及测试系统开发  23-47
  3.1 发动机数据综合采集系统开发  23-24
  3.2 发动机标定系统开发  24-31
    3.2.1 标定系统整体结构  24-26
    3.2.2 CCP 协议  26-28
    3.2.3 标定软件数据通信过程  28-30
    3.2.4 标定软件人机界面设计  30-31
  3.3 发动机燃烧分析仪  31-35
    3.3.1 AVL 燃烧分析仪  32-33
    3.3.2 FEV 燃烧分析仪  33-34
    3.3.3 奇石乐（Kistler）燃烧分析仪  34-35
  3.4 燃烧分析系统开发  35-46
    3.4.1 燃烧分析系统硬件设计  35-39
    3.4.2 燃烧分析系统软件设计  39-41
    3.4.3 关键燃烧参数  41-45
    3.4.4 压力数据光顺处理方法  45-46
  3.5 本章总结  46-47
第四章发动机爆震监测与分析系统的开发研究  47-56
  4.1 燃烧分析仪判断爆震逻辑  48-50
    4.1.1 AVL 燃烧分析仪判断爆震原理  48-49
    4.1.2 FEV 公司的燃烧分析仪软件爆震判断逻辑  49-50
  4.2 燃烧分析系统爆震监测与分析模块  50-54
    4.2.1 爆震中心频率  51
    4.2.2 爆震窗口  51-52
    4.2.3 爆震信号积分与爆震比例  52
    4.2.4 FFT 频谱幅值判断爆震  52-54
  4.3 快速判断爆震方法  54-55
  4.4 本章总结  55-56
第五章低压直喷发动机稀释燃烧优化及爆震控制研究  56-73
  5.1 外部废气再循环EGR 率计算  56-57
  5.2 EGR 率对发动机性能的影响  57-62
  5.3 EGR 率对燃烧特性的影响  62-64
  5.4 点火提前角对稀释燃烧特性的影响  64-67
  5.5 稀释燃烧爆震控制  67-71
    5.5.1 稀释燃烧爆震限值判断的试验研究  67-69
    5.5.2 爆震极限时点火提前角与EGR 率的关系  69-70
    5.5.3 爆震极限时空燃比对点火前角的影响  70-71
    5.5.4 爆震极限时EGR 率对燃油消耗量的影响  71
  5.6 本章总结  71-73
第六章全文总结与展望  73-75
  6.1 全文总结  73-74
  6.2 工作展望  74-75
参考文献  75-78
发表论文和科研情况说明  78-79
致谢  79

低压直喷发动机稀释燃烧优化及爆震控制研究

内容摘要

全文目录

相似论文