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随着经济发展和社会进步加快,能源消耗和环境污染越来越引起人们的重视。柴油发动机尾气排放对环境污染较大,影响人体健康,且其燃料价格不断上涨,故各国都在寻找替代能源。我国天然气储量丰富,加之国家出台政策鼓励清洁能源开发,给天然气发动机的不断发展提供了机遇。在这种背景下,对双燃料发动机研究和开发工作取得了很大的进展。
本文根据现有技术和开发平台,分析了发动机实际状态,确定了电控柴油发动机的改装方案:“进气道预混合式、柴油引燃全电控双燃料发动机改装方案”,使得改装后的发动机可以工作在两种模式(柴油或是双燃料)。发动机改装完成后进行了大量的台架试验。
本文研究的重点是喷气的控制策略和限油的控制方法。喷气控制策略:针对不同工况,设计了不同的控制方法。限油控制方法:在不改变原机电控系统的基础上,经过大量的试验分析和研究,最终确定了柴油机的限油控制方法,实现了对发动机喷油量的精确控制。
本文中电子控制单元(ECU)是整个双燃料系统的主要组成部分。它借助于发动机工作参数及各种指令,确定当前各个控制参数,以完成工作模式选择(柴油还是双燃料)、工况判断、故障诊断等功能。电控系统调用ECU内部存储的“喷气MAP图”和“限油MAP图”等数据表的数据来确定相应参数,控制电喷系统执行器件,获得理想的动力性、经济性。ECU使用Freescale公司的HCS12系列的16位CPU作为主处理芯片(MCU)。
控制算法在嵌入Freescale16位芯片DG256的发动机电控单元上开发成相应控制软件,经发动机台架试验验证,结果良好,双燃料发动机电控系统控制策略的开发取得阶段性成功,目前该系统已上车调试。