【摘 要】
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非道路单缸柴油机在工程机械、农业机械等领域被广泛应用。但是由于运行工况恶劣,农用柴油质量低劣且含硫量较高,所以非道路单缸柴油机的污染排放一直是节能减排的重点关注对象。为了应对全球化石能源的逐年减少和环境污染的逐年加重,世界各国相继出台一系列排放法律法规,为了满足污染物排放限值,开始积极推进清洁燃料的使用,逐步减轻对石油资源的依赖。在众多清洁燃料中,乙醇由于其理化特性所独有的优势,被认为是柴油的良好
【基金项目】
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国家自然科学基金项目活塞-缸套弹流碰撞行为的动态流-固耦合建模及状态监测研究(编号:51805353);
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非道路单缸柴油机在工程机械、农业机械等领域被广泛应用。但是由于运行工况恶劣,农用柴油质量低劣且含硫量较高,所以非道路单缸柴油机的污染排放一直是节能减排的重点关注对象。为了应对全球化石能源的逐年减少和环境污染的逐年加重,世界各国相继出台一系列排放法律法规,为了满足污染物排放限值,开始积极推进清洁燃料的使用,逐步减轻对石油资源的依赖。在众多清洁燃料中,乙醇由于其理化特性所独有的优势,被认为是柴油的良好替代燃料,并且乙醇与柴油的混合燃料可以直接燃用于不经改造的非道路单缸机。但是不同掺混比例乙醇-柴油混合燃料的理化特性存在差异,有必要开发专用控制策略以适应油品并优化使用性能。为此,本文开发乙醇-柴油混合燃料喷油控制策略,通过模拟仿真、硬件在环测试和台架试验相结合的方式开展喷油控制策略的评估。本文首先阐述了单缸机电控系统的工作原理及组成,深入分析电控单体泵工作原理和电磁阀驱动方式,为后续硬件在环测试和台架试验奠定了理论基础。随后通过LabVIEW软件建立了乙醇-柴油混合燃料喷油控制策略,并将控制策略分为四部分,分别为传感器信号管理策略、工况状态判断策略、发动机管理策略、同步任务管理策略。然后对油门踏板信号进行中值滤波,对工况状态判断策略和曲轴相位状态测试策略进行模拟仿真,波形结果表明各部分控制策略具有可行性。然后着重对喷油控制进行硬件在环测试,波形显示驱动电流符合Peak&Hold驱动方式,改变电磁阀工作时长、工作时刻、峰值电流和维持电流四个参数,驱动电流波形依然可以根据参数的变化做出相应的改变。最后将乙醇-柴油混合燃料在不同工况和喷油提前角下燃用于单缸机,通过对缸盖振动信号分析作为喷油控制策略可行性评价和性能评估的手段。结果表明喷油控制策略性能良好,通过喷油提前角参数的修正可以实现单缸机结构振动响应的动态优化。
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