[發明專利]一種單缸柴油機摻燒氣態甲醇燃料的控制系統及方法

有效

• 申請號: 202010433995.6
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111677592B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 王忠;張宇;劉帥;李瑞娜
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F02D19/08
• 分類號: F02D19/08;F02D41/00;F02D41/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種單缸柴油機摻燒氣態甲醇燃料的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、甲醇控制單元(7)根據油門開度、轉速和排氣溫度判斷柴油機是否在工作區域間，即判斷柴油機是否處于中等負荷工況；若在工作區域間內，即若處于中等負荷工況，則開始摻燒甲醇；若不在工作區域間內，即若柴油機是處于怠速、低負荷工況和高負荷工況則不摻燒甲醇，單缸柴油機僅以純柴油模式運行；

步驟2、基于轉速-排氣溫度-甲醇摻燒比策略圖，根據此時的轉速和排氣溫度得到最大摻燒比α_max1；基于轉速-功率-甲醇摻燒比策略圖，根據此時的轉速和功率得到最大摻燒比α_max2，對所得到的兩次最大摻燒比進行修正得到最佳摻燒比α_w；修正的方法為α_w＝min(α_max1，α_max2)，其中，α_max1是根據轉速-排氣溫度甲醇摻燒比策略圖得到的最大摻燒比，α_max2是根據轉速-功率摻燒比策略圖到的最大摻燒比；

步驟3、通過甲醇控制單元(7)調節電控雙開半圓閥(2)的開度，實現最佳摻燒比α_w；

所述轉速-排氣溫度-甲醇摻燒比策略圖的繪制方法為：

S1.1，通過單缸柴油機臺架實驗，采集單缸柴油機正常運行范圍的工況點，記錄單缸柴油機所有正常運行下的工況點所對應的轉速和溫度；對工況點進行框選，形成單缸柴油機的轉速-排氣溫度圖；

S1.2，對于S1.1中得到的單缸柴油機的轉速-排氣溫度圖進行區域劃分，劃分的依據是：

當tt_wmin或nn_wmin，即單缸柴油機處于怠速和低負荷工況時，此時不摻燒甲醇α_max＝0％；

當t_wmintt₁或n_wminnn₁，此時α_max＝10％；

當t₁tt₂或n₁nn₂，此時α_max＝20％；

當t₂tt₃或n₂nn₃，此時α_max＝30％；

當t₃tt₄或n₃nn₄，此時α_max＝20％；

當t₄tt_wmax或n₄nn_wmax，此時α_max＝10％；

當t_wmaxtt_max或n_wmaxnn_max，此時不摻燒甲醇α_max＝0％；

其中，t是排氣溫度，n是轉速，n_wmin為單缸柴油機摻燒甲醇的最低轉速；t_wmin為摻燒甲醇的最低排氣溫度；n_wmax為摻燒甲醇的最高轉速，t_wmax為摻燒甲醇的最高排氣溫度，n_max為單缸柴油機的最高轉速，t_max為單缸柴油機的最高的排氣溫度，n₁、n₂、n₃、n₄分別是轉速，且n₃為最大扭矩點轉速、n₂＝(n₃+n_wmin)/2、n₁＝(n₂+n_wmin)/2、n₄＝(n₃+n_wmax)/2；t₁、t₂、t₃、t₄分別是溫度，且t₃為最大扭矩點溫度、t₁＝(t₂+t_wmin)/2、t₂＝(t₃+t_wmin)/2、t₄＝(t₃+t_wmax) /2；

所述轉速-功率-甲醇摻燒比策略圖的繪制方法為：

S2.1，根據單缸柴油機的功率和轉速繪制單缸柴油機功率-轉速圖；

S2.2，對于S2.1中得到的單缸柴油機功率-轉速圖進行區域劃分，劃分的依據是：

當nn_wmin或pp_wmin,此時α_max＝0％；

當n_wminnn₁或p_wminpp₁,此時α_max＝10％；

當n₁nn₂或p₁pp₂,此時α_max＝20％；

當n₂nn₃或p₂pp₃,此時α_max＝30％；

當n₃nn₄或p₃pp₄,此時α_max＝20％；

當n₄nn_wmax或p₄pp_wmax,此時α_max＝10％；

當n_wmaxnn_max或p_wmaxpp_max,此時α_max＝0％；

其中，p_wmin為摻燒甲醇的最低功率，p_wmax為摻燒甲醇的最高功率，p_max為單缸柴油機的最高功率。