高壓共軌柴油機怠速性能優化控制研究.pdf

1、近年來,全國各大城市PM2.5頻頻爆表,籠罩在一片霧霾之下。惡劣的空氣質量嚴重威脅著人類的日常生活和身體健康,環境問題再次引發整個社會的高度關注。與此同時,汽車尾氣作為大氣污染的主要來源之一,其排放也受到越來越嚴格的限制。在此背景下,具有良好經濟性、動力性和排放性的高壓共軌柴油機,迅速引起內燃機研究人員的高度關注,成為當前柴油機發展的主要方向之一。怠速工況作為柴油機最重要的運行工況之一,其性能的優化對于實現柴油機節能減排具有重要意義。<

2、br>　　本文以高壓共軌柴油機怠速工況為研究核心,以節能減排為目標,設計開發了電控單元的軟件系統,制定了柴油機怠速控制策略,并通過臺架試驗對其控制參數進行優化,最終實現了怠速穩定性、經濟性和排放性的優化。
　　首先,為了實現對怠速工況的基本控制,在硬件平臺基礎上開發了以MC9S12XS128微處理器為核心的控制單元的軟件系統。其主要功能包括:發動機運行狀態的判斷和工況轉換、噴油壓力的靈活調節、噴油定時和噴油量的精確控制等。

3、　　然后,為了優化柴油機怠速穩定性,進行了臺架試驗。分析了目標怠速對怠速性能的影響,最終選擇800r/min作為柴油機的目標怠速;對比了噴油壓力、冷卻液溫度、怠速PID控制、積分分離PID控制及其控制參數對怠速穩定性的影響。試驗結果顯示:較高的冷卻液溫度和噴油壓力以及合理的選擇和搭配PID控制參數均有利于提高怠速穩定性;在其它條件相同的情況下,積分分離PID控制較PID控制有明顯優勢,采用積分分離PID控制后,在不同的冷卻液溫度下,怠速

4、轉速波動范圍均≤±10r/min;
　　接下來,為了優化柴油機怠速經濟性和排放性,通過臺架試驗分別研究了噴油壓力、噴油定時和冷卻液溫度對怠速經濟性和排放性的影響,并根據燃燒參數分析原因。怠速經濟性對比試驗結果表明:較高的冷卻液溫度有利于提高怠速經濟性;在不同的冷卻液溫度下,合理選擇噴油定時和噴油壓力有利于提高怠速經濟性。通過怠速排放性對比試驗發現,并不存在一個最佳的噴油壓力或者噴油定時能夠同時使得NOx、HC、CO、Soot的排放