面向闭环控制的柴油机在线燃烧模型研究

通过柴油机ECU信号和柴油机燃烧输出数据,在Scilab上利用局部线性模型树(LOLIMOT)分析其进气系统物理模型及燃烧放热规律。将转速、扭矩、油耗、进气流量、进气压力、排气温度和排气压力作为输入层,缸内燃烧最大压力、缸内燃烧最高温度、燃烧始点和燃烧终点为输出参数,建立某高压共轨中冷柴油机在线燃烧控制模型。结果表明,当输入参数选为转速、扭矩、油耗时,测试燃烧输出结果与试验值最吻合,相关系数均达到0.95以上,平均误差在10%以内。     

高压共轨柴油机燃烧与排放模型的研究

利用高速闪光摄影技术,对高压喷射喷雾体空间发展规律进行了试验分析,提出了一个计算高压喷射喷雾体发展的数学公式;在正确描述高压燃油喷雾的基础上,建立了一个能预测高压共轨柴油机性能和排放的准维燃烧模型,此模型改进了燃油喷射模型及碳烟的生成与氧化模型,考虑到燃烧区的区间传热和缸内工质的对流辐射传热,对一台高压共轨柴油机进行了仿真计算。计算与试验结果对比分析表明,改进后的燃烧与排放模型能较好地反映缸内各区的燃烧与排放情况。     

基于局部线性模型树的高压共轨柴油机排放模型

为研究面向闭环控制的柴油机在线排放模型,以1台高压共轨、涡轮增压中冷柴油机的转速、扭矩、空燃比、燃烧始点、燃烧重心、燃烧终点、最高燃烧温度、最大缸内压力等运转和燃烧的各项参数为基础,运用局部线性模型树对排放物HC,CO,CO2,NOx和烟度进行了仿真研究。研究结果表明,以转速、扭矩、空燃比为输入时,CO,CO2,NOx的仿真结果与试验值具有较好的一致性,以转速、扭矩、空燃比、燃烧重心为输入时,HC、烟度的仿真结果与试验值具有较好的一致性。各排放的期望响应与仿真输出的平均误差在10%以内,线性回归相关系数达到0.96以上。各个排放物的仿真过程单独进行时,可以得到较好的仿真效果。因此,局部线性模型树模型适用于高压共轨柴油机排放物的仿真。     

柴油机工况参数对离子电流影响的试验研究

在1台改装的4缸高压共轨柴油机上,结合自行开发的柴油机离子电流检测系统,研究了EGR率、转速、冷却水温度等工况参数对柴油机离子电流特性的影响.研究结果表明:柴油机离子电流的峰值和积分值随着EGR率和转速的增大而降低,并随着冷却水温度的升高而上升;不同工况参数下,离子电流相位CAI50总是滞后于燃烧相位CA50,同时离子电流相位CAI50和燃烧相位CA50的变化规律一致,证明了离子电流信号能够可靠地反映缸内的燃烧状态.     

电控高压共轨柴油机燃用生物柴油的燃烧特性

针对1台大排量电控高压共轨柴油机,在发动机结构和参数不作变动和调整的条件下,研究了5种不同生物柴油含量的混合燃料(B0,B10,B15,B20和B30)对发动机燃烧特性的影响。结果表明,随着燃料中生物柴油含量的增加,燃烧始点、燃烧终点、放热重心逐渐提前,滞燃期和燃烧持续期有所缩短,发动机的缸内最高燃烧压力和放热率峰值逐渐降低,所对应的相位逐渐提前。生物柴油含量对缸内最高燃烧压力影响较小,而对放热率峰值影响较大,在大负荷工况下对放热率的影响更加明显。     

车用柴油机放热规律与燃烧噪声的关系

对1台车用高速高压共轨柴油机进行了不同负荷、不同转速以及不同喷射参数工况下的缸内压力测试,通过分析燃烧放热规律对气缸压力变化的影响,对燃烧放热规律与燃烧噪声的关系进行了研究。研究结果表明:燃烧噪声不仅与最高气缸压力和最大压力升高率有关,还与各自相位的间隔有关;负荷对发动机燃烧噪声的影响较大,转速对燃烧噪声的影响主要体现在频率范围变化;通过改变喷射参数可以改变柴油机的燃烧噪声水平。     

基于GT-POWER模拟生物柴油燃烧过程与实验研究

文章通过GT-POWER软件建立柴油机燃烧模型,模拟生物柴油在高压共轨柴油机中燃烧过程,得到缸内圧力曲线并与实验实测数据进行进行对比。通过用癸酸甲酯和正庚烷的混合物代替生物柴油成功模拟了生物柴油的着火和燃烧过程。结果显示,在误差允许的范围内,通过模拟得到的缸内压力曲线与实验值非常吻合,也间接证明了GT-POWER软件的实用性。     

EGR对高压共轨柴油机晚喷燃烧特性的影响

文章利用KIVA-3V程序建立了柴油机燃烧三维数值模型,并且试验验证结果表明,计算值与试验值吻合良好。对一台6缸高压共轨柴油机进行了缸内三维模拟,在晚喷条件下研究了EGR对其混合气形成过程、燃烧特性和排放特性的影响。研究结果表明,随着EGR率的增加,滞燃期增大,点火燃烧时的缸内当量比降低,并且燃油分布更加均匀。采用EGR后缸内平均温度显著降低,并且缸内高温区域和温度分布差异明显减小,从而有效抑制了NOx排放的生成。     

多次喷射对柴油机燃烧与排放影响的试验研究

基于1台高压共轨涡轮增压柴油机,采用不同的预喷正时、预喷油量与后喷正时等,研究了多次喷射对燃烧放热、排放生成与燃油经济性的影响,以实现均质压燃和低温燃烧过程。研究结果表明:随预喷正时提前,缸内峰值压力降低,主燃阶段的滞燃期缩短,NOx和炭烟排放均降低;随预喷油量增加,预喷阶段燃烧的放热率和最大压力升高率增大,NOx和HC排放增大,而PM和CO排放降低;随后喷始点推迟,缸内压力与主放热率峰值差异变小,NOx排放降低,但炭烟排放先增大后逐渐降低。     

柴油机HCCI压缩过程缸内工质状态的模拟研究

分析了均质充量压燃(HCCI)的一个技术难点,即燃烧始点的控制,指出其燃烧两阶段性对应着放热的两阶段性。建立了HCCI柴油机早期缸内燃油喷射的压缩模型,通过对R4102柴油机的模拟计算,获得了压缩过程缸内工质T-p变化历程;从低温放热和高温放热分析了进气温度T0、过量空气系数a以及压缩比cε等因素对HCCI燃烧始点的影响。     

高压共轨柴油机智能判缸策略

对比分析了传统判缸控制策略与高压共轨柴油机判缸控制策略的差异,提出发动机在传感器故障模式下的判缸控制策略,以及在处理传感器信号时减少相位误差所采用的控制技术.采用的ASCET软件对传感器信号故障模式下的控制策略进行了仿真,结果表明,高压共轨柴油机智能判缸策略有助于提高发动机运行可靠性.     

喷油策略对柴油机燃烧噪声及排放影响的模拟研究

进行了通过优化高压共轨系统燃油喷射策略来改善缸内燃烧排放性能的研究,基于AVL Fire软件,针对1015柴油机开展了不同燃油喷射策略下的喷雾燃烧和排放的数值模拟,建立了数学模型并验证了模型的可靠性,分析了一次预喷的预喷时刻、预喷量、主喷提前角对燃烧噪声及排放的影响,揭示了各参数对燃烧噪声和NOx及炭烟生成的影响机理,为进一步优化预喷方案提供了理论依据。     

轨压波动与喷油量的计算模型研究

高压共轨燃油喷射系统因其喷油量与喷油正时能根据柴油机运行工况进行实时控制,可实现多次喷射,从而改善缸内燃烧状况,并为柴油机喷油系统的设计和应用提供灵活性,因此具备满足未来排放法规的潜力,     

Bosch电控高压共轨系统的主要特点

<正>众所周知,提高柴油机动力性、经济性和降低排放的中心任务是改善柴油机的燃烧过程。而只有通过灵活的燃油喷射控制才能实现最佳的缸内燃烧。电控高压共轨系统,是柴油机电控技术发展过程中的一个重大飞跃,是迄今为止针对柴油机的最佳解决方案。因为它改变了传统的机械式喷油系统     

关于缸压传感器替代发动机凸轮轴和曲轴位置传感器的研究

为开发基于缸压的发动机燃烧控制系统,在一台高压共轨柴油机上,利用一组兼有电热塞功能的压阻型缸压传感器,通过构建缸压预测模型,分析了发动机的气缸识别、相位估计和转速估计方法,探讨了用缸压信号替代凸轮轴和曲轴信号的可行性。结果表明,缸压传感器可以替代凸轮轴和曲轴位置传感器进行判缸,所建的发动机相位和转速估计模型具有较高的精度。     

CO2缸内喷射对直喷柴油机燃烧排放特性的影响

在一台单缸直喷柴油机上用CO2喷射来模拟EGR,研究了CO2缸内喷射始点和喷射量对直喷柴油机燃烧和排放的影响.结果表明:CO2喷射始点提前时,燃烧始点推迟,NOx排放降低.与外部EGR类似,增大缸内CO2喷射量,也可明显降低NOx排放;但是碳烟排放先增大后减小.     

电控高压共轨柴油机燃用生物柴油-柴油混合燃料的燃烧特性

针对1台6缸增压中冷电控高压共轨柴油机,在不改变原柴油机结构和喷油参数的条件下,研究了生物柴油的掺混比例对发动机燃烧特性的影响。结果表明:小负荷时发动机有预喷射,随着生物柴油掺混比的增大,生物柴油-柴油混合燃料的滞燃期缩短、缸内最高燃烧压力下降,预喷阶段压力升高率峰值和瞬时燃烧放热率峰值减小,且对应的相位提前;主喷阶段压力升高率峰值和瞬时燃烧放热率峰值增大,且对应的相位后移。随着负荷的增大,发动机喷油策略改为单次喷射,随着生物柴油掺混比的增大,缸内最高燃烧压力下降,燃烧持续期缩短,压力升高率峰值略有增大,瞬时燃烧放热率峰值逐渐减小且对应的相位前移。两种不同负荷条件下,随着生物柴油掺混比的增大,混合燃料的指示热效率逐渐下降。     

基于GT-Suite的高压共轨燃油系统建模与分析

文中采用GT-Suite软件中的GT-Fuel模块建立柴油机高压共轨喷油系统的仿真模型。分析柴油机轨压对高压共轨系统动态压力特性与喷油规律的影响,以及液力缓冲器对共轨中压力波动的影响,从而改善柴油机性能,为高功率密度柴油机的匹配提供了依据。     

基于DSP的高压共轨柴油机电子控制单元的开发

电控高压喷射技术是提高柴油机性能的必要手段,也是满足柴油机高功率密度要求的关键技术.文章采用基于飞思卡尔公司16位微处理器DSP56F807开发了高压共轨ECU,设计了相应的电源电路,信号调理电路和功率驱动控制电路等;采用模块化方法设计了控制软件,试验结果表明共轨压力的动态调节效果较好,可实现共轨压力的准确控制,指出该高压共轨BCU的软硬件设计满足了高压共轨柴油机电控系统的运算速度和精度日益提高的要求.     

博世共轨系统的喷油特性对柴油机性能的影响

文章旨在对高压共轨系统喷油特性从理论和测试两方面进行深入分析,以博世第2代共轨系统CRSN2为研究对象,应用INCA5.4标定软件,对系统的喷油特性,进行了综合完整的在线标定实验。测试数据明显地反映了不同的喷油特性对于柴油机动力性、经济性及排放等各方面性能的影响。同时,在理论上从燃油喷射和缸内燃烧的角度详尽地分析了喷油特性对柴油机性能影响的原因,进一步验证了测试结果。