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甲醇、柴油双燃料发动机供气系统研究设计

作　者: 顾文领
导　师: 崔俊杰；李红选
学　校: 中北大学
专　业: 车辆工程
关键词: 甲醇双燃料供气系统 89S52控制策略控制系统
分类号: U464.173
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 5次
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内容摘要

近年来，随着能源危机、环境污染问题的日益突出，传统汽车的发展面临了巨大的挑战，各国广泛相继出台了各种政策措施鼓励新能源汽车的发展。甲醇作为一种清洁能源，以其低廉的价格和较好的使用性能，得到了众多厂商的亲睐，取得了迅速的发展。本文设计了甲醇、柴油双燃料发动机的供气系统，在三菱4M40-T涡轮增压柴油发动机的基础上，增加了一套甲醇供气管路。利用排气余热和电加热的方法对甲醇液体进行蒸发汽化，向双燃料发动机供给一定温度的甲醇蒸发气。将汽车的运行工况分为六个阶段：冷启动、怠速和低负荷工况、中高负荷工况、加速和减速工况、限速工况以及过渡工况。研究设计了各个工况下的控制策略：在怠速和低负荷工况，发动机以柴油燃烧为主，适量掺烧部分甲醇；在中高负荷工况下，发动机以适量柴油作为引燃剂，主要燃烧甲醇；加速行驶时，保证柴油的供给量为定值，增加甲醇的供给量；减速行驶时，停止喷射甲醇。在限速工况，当转速超过一定值时停喷甲醇，恢复燃烧柴油。根据控制策略在89S52单片机上设计了控制系统并进行了台架试验。试验结果表明：喷入高温甲醇气体后，可以较好的解决发动机冷启动困难的问题；在低负荷工况下，采用双燃料模式后发动机的NO_X、碳烟排量都有明显的降低，但是HC和CO的排量有一定的增高，不过这可以通过后续的尾气处理装置进行改善，发动机气缸内的最大压力增高，缸内温度也有所提高；中高负荷工况下，碳烟排量明显下降，NO_X的排量前期较柴油机高，但随着负荷的增加逐渐低于柴油机，HC和CO的排量依然高于原柴油机。中高负荷工况下双燃料发动机的功率要比纯柴油机有较好的改善，燃料消耗率下降；限速工况下，双燃料发动机气缸内的压力未出现剧烈的增高现象，即没有超出预定值。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-19
  1.1 新能源汽车概述  9-12
  1.2 各种常用车用替代燃料对比  12-14
  1.3 甲醇汽车在国内外的研究现状  14-17
  1.4 本文研究的目的及意义  17-19
2. 甲醇的理化性质及燃烧机理研究  19-28
  2.1 甲醇的理化性质以及生产来源  19-20
  2.2 甲醇燃烧机理研究  20-26
    2.2.1 化学动力学原理  20-23
    2.2.2 着火机理  23
    2.2.3 甲醇燃烧的反应机理  23-26
  2.3 甲醇燃烧特性  26
  2.4 本章小结  26-28
3. 甲醇、柴油双燃料发动机供气系统控制策略研究设计  28-38
  3.1 共轨电控喷射技术  28-29
  3.2 双燃料控制策略研究  29-36
    3.2.1 发动机工况划分  29
    3.2.2 怠速和启动工况控制策略  29-31
    3.2.3 中高负荷工况控制策略  31-35
    3.2.4 限速工况控制策略  35
    3.2.5 过渡工况控制策略  35-36
    3.2.6 加速及减速工况控制策略  36
  3.3 本章小结  36-38
4. 甲醇供气机构及控制系统设计  38-51
  4.1 甲醇供气机构设计  38-40
  4.2 控制系统硬件设计  40-50
    4.2.1 89S52 单片机的基本组成  40-41
    4.2.2 89S52 单片机内部结构  41-43
    4.2.3 89S52 单片机引脚及其功能  43-46
    4.2.4 ECU 电路设计  46-48
    4.2.5 电控系统硬件组成  48-50
  4.3 控制程序开发设计  50
  4.4 本章小结  50-51
5 发动机台架试验及分析  51-63
  5.1 试验设备  51-53
  5.2 试验目的及方法  53-54
  5.3 试验结果分析  54-61
    5.3.1 发动机冷启动试验  54
    5.3.2 怠速及低负荷工况下双燃料发动机试验结果分析  54-57
    5.3.3 中高负荷工况下双燃料发动机性能分析  57-60
    5.3.4 限速工况双燃料发动机性能试验  60-61
  5.4 本章小结  61-63
6 全文总结及展望  63-65
  6.1 全文总结  63
  6.2 工作展望  63-65
参考文献  65-69
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果  69-70
附录  70-77
致谢  77-78

甲醇、柴油双燃料发动机供气系统研究设计

内容摘要

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