柴油-甲醇組合燃燒柴油機控制策略的研究與應用.pdf

1、節(jié)能和環(huán)保是目前內(nèi)燃機所面臨的兩大問題，尋求清潔有效的替代燃料是解決這兩大問題的一種途徑。甲醇是一種較清潔的替代燃料，不僅含氧量高、燃燒充分、有害排放物少，以煤制取甲醇的技術以較成熟，生產(chǎn)成本也較低，而且我國是一個煤資源很豐富的國家，因此，甲醇是內(nèi)燃機較理想的替代燃料之一。柴油機具有熱效率高、燃料消耗率低、輸出扭矩大、HC、CO和CO2的排放低等優(yōu)點，在車用內(nèi)燃機上得到越來越廣泛的應用。在柴油機上燃用甲醇能有效地降低碳煙和NOx的排放，

2、因此，柴油機燃用甲醇的技術得到了人們廣泛的重視。 由于甲醇的物化特性，決定了在柴油機上直接燃用甲醇存在一定困難。所以，本文提出了柴油/甲醇組合燃燒(DMCC)的理論，利用甲醇在部分工況、部分替代柴油并用柴油引燃甲醇的方法來實現(xiàn)甲醇在柴油機上的應用，不僅有效地降低了柴油機碳煙和NOx的排放，而且避免了柴油機在冷啟動、暖機、低速、低負荷工況未燃HC和醛類有害物質的排放。 根據(jù)柴油/甲醇組合燃燒的理論，研究了柴油/甲醇組合燃燒

3、在自然吸氣式直噴柴油機和渦輪增壓柴油機上應用的控制策略，并結合現(xiàn)代控制理論和電子技術，開發(fā)和研制了柴油/甲醇組合燃燒電控系統(tǒng)。 試驗結果表明，與原機相比，在自然吸氣式直噴柴油機上，柴油/甲醇組合燃燒對柴油機碳煙排放降低幅度在50％以上，NOx排放降低27％以上，CO和HC的排放有一定的改善，當量比油耗降低7％以上。在渦輪增壓式柴油機上，柴油/甲醇組合燃燒對柴油機碳煙排放降低在25％以上，NOx排放降低10％以上，當量比油耗降低2

4、.8％以上。柴油/甲醇組合燃燒對柴油機的動力性有所改善。另外，含水10％的甲醇和粗甲醇與柴油組合燃燒也能獲得較好的效果。在試驗過程中，電控系統(tǒng)對甲醇的控制準確、穩(wěn)定、可靠。 柴油/甲醇組合燃燒在柴油機汽車上的實際應用表明，甲醇對柴油的替代率能達到35.1％，經(jīng)濟性有所改善，而汽車的加速性能得到明顯提高。在30GF-3型柴油發(fā)動機組上的實際應用表明，柴油/甲醇組合燃燒和基于模糊控制方法的電控系統(tǒng)，能夠適應發(fā)電機負載的變化，對柴油機