高壓共軌柴油機(jī)怠速性能優(yōu)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(zhì)量嚴(yán)重威脅著人類的日常生活和身體健康,環(huán)境問題再次引發(fā)整個社會的高度關(guān)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(yán)格的限制。在此背景下,具有良好經(jīng)濟(jì)性、動力性和排放性的高壓共軌柴油機(jī),迅速引起內(nèi)燃機(jī)研究人員的高度關(guān)注,成為當(dāng)前柴油機(jī)發(fā)展的主要方向之一。怠速工況作為柴油機(jī)最重要的運(yùn)行工況之一,其性能的優(yōu)化對于實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)節(jié)能減排具有重要意義。<

2、br>　　本文以高壓共軌柴油機(jī)怠速工況為研究核心,以節(jié)能減排為目標(biāo),設(shè)計(jì)開發(fā)了電控單元的軟件系統(tǒng),制定了柴油機(jī)怠速控制策略,并通過臺架試驗(yàn)對其控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,最終實(shí)現(xiàn)了怠速穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和排放性的優(yōu)化。
　　首先,為了實(shí)現(xiàn)對怠速工況的基本控制,在硬件平臺基礎(chǔ)上開發(fā)了以MC9S12XS128微處理器為核心的控制單元的軟件系統(tǒng)。其主要功能包括:發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的判斷和工況轉(zhuǎn)換、噴油壓力的靈活調(diào)節(jié)、噴油定時和噴油量的精確控制等。

3、　　然后,為了優(yōu)化柴油機(jī)怠速穩(wěn)定性,進(jìn)行了臺架試驗(yàn)。分析了目標(biāo)怠速對怠速性能的影響,最終選擇800r/min作為柴油機(jī)的目標(biāo)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(shù)對怠速穩(wěn)定性的影響。試驗(yàn)結(jié)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(shù)均有利于提高怠速穩(wěn)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(yōu)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(zhuǎn)速波動范圍均≤±10r/min;
　　接下來,為了優(yōu)化柴油機(jī)怠速經(jīng)濟(jì)性和排放性,通過臺架試驗(yàn)分別研究了噴油壓力、噴油定時和冷卻液溫度對怠速經(jīng)濟(jì)性和排放性的影響,并根據(jù)燃燒參數(shù)分析原因。怠速經(jīng)濟(jì)性對比試驗(yàn)結(jié)果表明:較高的冷卻液溫度有利于提高怠速經(jīng)濟(jì)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(jīng)濟(jì)性。通過怠速排放性對比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),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