農(nóng)用柴油發(fā)動機柴油-乙醇組合燃燒——電控系統(tǒng)的開發(fā)與研究.pdf

1、目前，節(jié)能和環(huán)保是內(nèi)燃機所面臨的兩大難題，尋找高效潔凈的替代燃料是解決這兩大問題的一種途徑。乙醇作為一種較清潔的可再生替代燃料，是內(nèi)燃機較理想的替代燃料之一，但由于乙醇的物化特性，決定了在柴油機上直接燃用乙醇存在一定困難。所以本文采用了柴油/乙醇組合燃燒（DECC）的模式，以便將乙醇作為燃料應(yīng)用到發(fā)動機上替代部分柴油，實現(xiàn)柴油機的高效清潔燃燒。為了DECC模式能在柴油機上得到實際的應(yīng)用，這就需要開發(fā)一套適合該模式應(yīng)用的電控系統(tǒng)。

2、　　本文在柴油/乙醇組合燃燒發(fā)動機試驗研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一套乙醇噴射自動控制系統(tǒng)，主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）組合燃燒發(fā)動機試驗研究。通過搭建組合燃燒發(fā)動機試驗平臺，分別對比分析不同供油提前角和不同乙醇摻燒比下的組合燃燒發(fā)動機速度特性和負荷特性試驗，試驗結(jié)果表明，組合燃燒發(fā)動機摻燒一定比例的乙醇時，發(fā)動機動力性能顯著增大，燃料經(jīng)濟性能基本與原發(fā)動機持平。
　?。?）電控系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計。建立系統(tǒng)的控制模型，確定了自適應(yīng)PID

3、轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制方案。根據(jù)控制模型和方案進行電控系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計，硬件設(shè)計主要包括電控單元（ECU）、傳感器、執(zhí)行器選型及相關(guān)電路的設(shè)計；軟件部分采用模塊化設(shè)計，主要包括轉(zhuǎn)速測量模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、以及噴醇模塊；通過軟件與硬件的相互配合，可實現(xiàn)對噴醇量的自動控制。
　?。?）建模仿真。通過建立組合燃燒發(fā)動機準(zhǔn)線性模型、噴醇器模型、傳感器模型，確立了控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，采用MATLAB/Simulink仿真軟件對電控系統(tǒng)進行模擬仿真，整

4、定了PID控制參數(shù)，驗證了控制系統(tǒng)的可行性。
　　（4）優(yōu)化設(shè)計。采用三次優(yōu)化設(shè)計方法對轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)濾波電路進行優(yōu)化設(shè)計，通過對濾波電路各部件參數(shù)進行正交試驗分析，確定了參數(shù)的最優(yōu)組合，節(jié)約了產(chǎn)品成本，提高了電路信噪比（SN）。
　　通過本文的研究，設(shè)計了組合燃燒發(fā)動機電控系統(tǒng)，對系統(tǒng)進行了仿真和試驗，結(jié)果證明了所建立模型和采用控制方案的正確性。此外，三次優(yōu)化設(shè)計的方法在系統(tǒng)中的應(yīng)用，為今后電控系統(tǒng)的進一步開發(fā)設(shè)計提供了一種