YC4112Z-,L-Q柴油機排放特性研究及EGR電控系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、增壓直噴式柴油機熱效率高,配備增壓直噴柴油機的車輛可獲得比理論配比的汽油機更低的燃油消耗特性,因而在貨物運輸、公交、及建筑設(shè)備等領(lǐng)域增壓直噴柴油機有著廣泛的應(yīng)用.日益嚴(yán)格的排放法規(guī)、改善內(nèi)燃機經(jīng)濟性及動力性的社會需要給柴油機提出了越來越嚴(yán)格的要求.近年來,隨著設(shè)計、制造水平的提高,直噴式柴油機在燃油經(jīng)濟性和排放控制方面得到了很大改進,并且隨著柴油機在噪聲和振動方面獲得突破,柴油機的應(yīng)用和研究迎來了新的高潮,然而柴油機排出的NO<,x>和

2、碳煙微粒一直居高不下,卻阻礙了其進一步的發(fā)展.目前,對于直噴柴油機來說其主要困難仍是NO<,x>和PT排放控制,二者均是噴霧燃燒過程的特性表征.國內(nèi)外研究表明,廢氣再循環(huán)(EGR)是直接在缸內(nèi)減少NO<,x>排放的最有希望的策略之一.EGR降低了氧濃度、燃燒速度、火焰前鋒的最高溫度,因而EGR技術(shù)已成為降低柴油機NO<,x>排放的一種最有效的技術(shù)措施.本文系統(tǒng)地回顧了柴油機EGR技術(shù)的作用及優(yōu)點,分析總結(jié)了國內(nèi)外柴油機各種的EGR技術(shù)方

3、案的優(yōu)缺點以及增壓直噴柴油機實現(xiàn)EGR控制的技術(shù)難點,指明了EGR技術(shù)是柴油機滿足未來嚴(yán)格排放法規(guī)的必不可少的技術(shù)措施.本文結(jié)合廣西玉柴機器股份有限公司的新產(chǎn)品開發(fā)課題,針對YC4112Z<,L>Q增壓中冷柴油機開展了EGR控制技術(shù)的研究,在參照和分析國內(nèi)外各種柴油機的EGR結(jié)構(gòu)方案的基礎(chǔ)上,為YC4112Z<,L>Q柴油機制定了可行的進氣節(jié)流閥配合EGR流量閥控制EGR率的技術(shù)方案.研制了進氣節(jié)流閥位置和EGR流量閥升程標(biāo)定系統(tǒng),實現(xiàn)

4、了節(jié)流閥位置的數(shù)字標(biāo)定.借助該標(biāo)定系統(tǒng),深入研究了不同EGR率對YC4112Z<,L>Q柴油機性能和排放的影響規(guī)律,在此基礎(chǔ)上依據(jù)柴油機性能和排放的控制要求,對YC4112Z<,L>Q柴油機各個工況下的EGR率進行了優(yōu)化,得出了最佳EGR率三維MAP圖和控制參數(shù)的三維特性MAP圖.自行開發(fā)了一套適合于YC4112Z<,L>Q柴油機的EGR電控系統(tǒng),該系統(tǒng)利用MCS80C196KC單片機作為中央控制器(ECU),通過檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和油門

5、位置確定發(fā)動機所處的工況,控制器依據(jù)三維MAP圖的要求,通過步進電機對進氣節(jié)流閥位置、通過電磁閥對EGR流量閥的升程進行控制,保證了發(fā)動機整個轉(zhuǎn)速、負(fù)荷范圍內(nèi)的最佳EGR率控制要求.試驗結(jié)果表明,YC4112Z<,L>Q柴油機采用電控EGR系統(tǒng)以后,在保持原機功率、油耗及微粒排放基本不變的情況下,13工況NO<,x>排放下降19.9﹪,達(dá)到歐2標(biāo)準(zhǔn)的要求,HC、CO排放略有增加,但均控制在歐Ⅱ標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi).上述結(jié)果表明,作者設(shè)計的EGR電控