甲醇、柴油双燃料发动机供气系统研究设计

【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。
【作者】顾文领；
【导师】崔俊杰；李红选；
【作者基本信息】中北大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】甲醇；双燃料；供气系统；89S52控制策略；控制系统；

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