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我国煤炭资源丰富,大力发展用低品位煤制造甲醇燃料是满足我国日益增长的车用燃料消费的主要途径。甲醇作为发动机代用燃料具有以下优点;辛烷值高,可提高甲醇发动机的压缩比;汽化潜热值大,可以降低缸内爆发时的最高温度,抑制NOx化合物和碳烟生成;甲醇属于含氧燃料,含氧量占50%,燃烧速度快,有利于降低排烟。本课题在江苏省高校自然科学研究项目“甲醇发动机燃烧和排放控制中若干基础问题的研究”的资助下,主要进行甲醇-柴油双燃料发动机电控喷醇系统及标定软件的开发,主要工作如下;
(1)对常柴4B26涡轮增压柴油机进行改造,保持原机机械式柴油供给系统不变,设计了甲醇燃料的共轨电控喷射系统。基于AUTOBASE电控单元快速开发平台开发了系统控制单元。
(2)针对双燃料发动机不同的运行工况,设计了不同的甲醇喷射控制策略。基于CodewarriorIDE开发了甲醇电控系统的ECU应用程序。
(3)选择基于K线的KWP2000协议作为通讯协议,以LabVIEW2010为软件开发平台,开发了甲醇电控单元标定软件。
(4)在保证双燃料发动机动力性能不下降的前提下,以甲醇对柴油的替代率和替换比为控制目标,进行甲醇喷射控制MAP的台架标定试验。
(5)进行双燃料发动机的台架试验,通过与原机对比,分析其经济性能和排放性能的改善情况。
台架试验表明,在柴油机高速时,可以在较宽广的负荷范围内掺烧甲醇,能获得较好的燃油经济性;在低速时,尽量在中高负荷喷射甲醇才能获得较好的燃油经济性;双燃料发动机的NOx和碳烟排放明显下降;HC和CO排放比原机略有上升,但随着转速的升高,HC和CO排放迅速下降。