柴油机掺烧二甲醚掺烧比控制方案实验研究

【摘要】： 随着人们对环境污染重视程度的提高，世界各国对内燃机排放的限制也日益严格。二甲醚燃料是国际上近年来新出现的很有发展前途的超低排污代用燃料。在各种柴油机上的试验结果表明，二甲醚能够实现柴油机高效、超低排放、柔和无烟燃烧。 鉴于目前二甲醚的产量较低，且生产成及运输本也较高的现状，我们进行了柴油机上掺烧二甲醚的研究。这样充分利用二甲醚好的雾化特性和柴油好的润滑特性，不仅可以降低排放，而且解决了燃用纯二甲醚燃油系统磨损问题和泄漏问题。 与玉柴机械股份有限公司合作，针对YC6108QC型车用柴油机，自行开发设计二甲醚掺烧控制系统。该系统只需对YC6108Q型柴油机的低压油路加以改装，在其中加上二甲醚的掺烧装置，可以方便快速地在燃用纯柴油和柴油-二甲醚混合燃料之间进行转换，而且系统采用电控技术实现了二甲醚掺烧比例在一定范围内的控制和调节。 本文详细分析了系统的控制方案，介绍了系统中机械部分和电控部分两大组成部分的具体结构。详细说明了机械部分主要元件的选型以及混合油箱的设计。对主控单元的选择，系统采用的是PC机和单片机协同工作的方式，综合了单片机强的现场工作能力和PC机良好的交互能力，单片机和PC机通过COM口来进行信息交换。论文中采用标准化设计和功能模块单独设计的技术进行接口电路、电磁阀驱动电路和主控单元的设计；应用现代软件工程技术，合理配置软件资源，结合硬件和柴油机本身的特点进行软件开发。 通过实验，对系统中的电磁阀进行了全面的流量测定，确定出掺烧比在10％～20％之间的各种比例的具体实现方法。并将系统应用于YC6108QC型车用柴油机上进行了台架实验研究，实验征明，本系统具有较强的可控性和可靠性，能够达到预期的控制要求，比较成功的实现了对柴油机上二甲醚掺烧比的实时控制。