负荷控制方式对甲醇发动机性能影响的试验研究.pdf

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1、第4期(总第201期)车用发动机No．4(SerialNo．201)2012年8月VEHICI。EENGINEAug．2012负荷控制方式对甲醇发动机性能影响的试验研究王新超，李小平，解方喜，苏岩，洪伟(吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林长春130025)摘要l在1台2I。柴油机改装的点火式甲醇发动机上分别采用节气门、节气门联合EGR以及单纯EGR的方式来控制发动机负荷，试验负荷选择了全负荷的50％和75％，过量空气系数保持在1附近，调整点火角，进行动力性和排放性试验。研究发现：两种负荷下都是采用节气门联合EGR控制负荷时发动机的动

2、力性和经济性最好；两种负荷下的HC排放随控制方式的不同而不同，但均为节气门控制负荷时HC排放最低；两种负荷下的c0排放随控制方式的不同而不同，但都是节气门控制负荷时C0排放最高；两种负荷下的NO。排放规律相似，均为节气门开度越大，N0，排放越低。关键词：甲醇发动机；废气再循环；节气门；负荷控制1)131：10．3969／j．issn．1001—2222．2012．04．013中图分类号：TK464文献标志码：B文章编号：1001-2222(2012)04—0058—05发动机的压缩比和泵气损失是影响经济性的重样机的改造：要因素，高压缩比容易

3、引起燃烧爆震，可以采用高辛1)使用汽油机的电子点火系统，在原喷油器位烷值的燃料或EGR抑制爆震，而且EGR也可以用置安装火花塞；来降低泵气损失[1]。甲醇具有辛烷值高、火焰传播2)改造进气歧管，并在上面安装甲醇喷射器，速度快、稀燃极限大等特点，可以承受较大的EGR在进气总管上安装电子节气门；率，因此一直受到极大关注[z-8]。为了利用高压缩比3)控制电路ECU为intel80C196KC单片机，和低泵气损失提高发动机的经济性，开发了1台高转速和凸轮轴信号为输入信号，喷油脉宽和点火时压缩比的点燃式甲醇发动机。试验中根据选定的负刻为输出信号；荷

4、确定甲醇喷射量，在代表性的1400r／min下，在4)EGR的废气经水冷后在节气门后引入，废该发动机上分别采用节气门、节气门联合EGR、气量由手动阀调节。EGR3种模式控制负荷，试验时调整节气门和EGR试验装置简图见图1。率使混合气的过量空气系数在1附近，考察了点火角对每种控制模式下动力性和排放性的影响，并对3种模式的动力性、经济性和排放性进行了对比分析。1试验装置及方案原机的主要技术参数见表1。表1原机参数柴油机型号YD4A75一C3缸径／mm85行程／mm88排量／L1．997图1试验装置示意燃烧室m型燃烧室EGR率用进气和排气中CO：

5、体积分数比表压缩比18：1示，进气中CO。体积分数在进气稳压腔处测量。、废连杆长度／ram175气分析仪采用AVLDicom4000，油耗仪采用ONO气门升程／ram进10．265，排10．817SOKKIDF2420，测功机为CWl60。试验条件见表2。收稿日期：2012-05—23；修回日期：2012-07—26作者简介：王新超(1987～)，男，硕士，研究向为内燃机工作过程控制及优化；itiswxc@126．corn。2012年8月王新超，等：负荷控制方式对甲醇发动机性能影响的试验研究表2试验条件性的影响不能显著地体现；而当点火角大于

6、36。节气门开度／％100BTDC后，点火角对燃烧的改善作用加强，在这种条发动机转速／r·rainl1400件下，泵气损失对动力性的影响显著，使得节气门开EGR温度／℃35±5度越大，动力性越好。混合气温度／℃25士5图2中节气门开度为15％时为节气门控制方冷却液温度／℃67±3式，由于混合气中没有废气，不需要较大的点火提前机油温度／℃80±3角。节气门开度为15％时的最大扭矩为75．6N·m，其最大扭矩是所有控制方式中最低的，试验负荷选择全负荷的50％和75％，据此确定扭矩随点火角的变化也很明显。节气门开度100％的甲醇喷射量为7．38k

7、g／h和9。42kg／h，分别用为EGR控制负荷方式，其扭矩线接近于节气门开3种方式控制负荷，通过调整节气门和EGR率使过度为75％时的扭矩线。对比3种控制方式的动力量空气系数在1附近，然后调整点火角进行动力性性，节气门控制方式的动力性最差，联合控制方式动和排放性试验。力性最好，但联合控制方式发动机动力性随着节气2试验结果及分析门开度的变化也有较大的区别，利用联合控制方式并且选择合适的节气门开度才能获得最好的动2．1负荷控制方式对动力性的影响力性。50％负荷时EGR率较大，因此点火提前角都75％负荷EGR率相对较小，因此点火提前角较大。图2

8、中节气门开度100％时采用EGR控制不需要太大。图3中节气门开度为50％时的扭矩方式，节气门开度为75％，50％，25％时采用节气门线最高，其最大扭矩为118．6N·m，最小扭矩