資料介紹
基于步進(jìn)電機(jī)的柴油機(jī)EGR系統(tǒng)開發(fā)與試驗(yàn)研究Design and Experimental Research on Diesel Engine EGR Systems Based on Step Actuator
柴油機(jī)采用適當(dāng)?shù)膹U氣再循環(huán)(Exhaust Gas Re-circulation,EGR)是降低氮氧化物(NOx)排放的一種非常有效的方法。但是過大的EGR率將會降低熱效率,使經(jīng)濟(jì)性、動力性下降,而且微粒排放物增加,EGR率過小則降低NOx的效果不明顯。所以,隨發(fā)動機(jī)工況的變化控制相應(yīng)的最佳EGR率,顯得尤為重要。隨著電子控制技術(shù)的發(fā)展,電控EGR技術(shù)得到廣泛的研究和應(yīng)用,已成為發(fā)展趨勢?;谶@種背景,在碩士論文研究期間進(jìn)行了基于步進(jìn)電機(jī)的柴油機(jī)EGR電控系統(tǒng)的開發(fā)與試驗(yàn)研究。
至今,柴油機(jī)上采用的EGR控制方式主要有機(jī)械式、氣電式和電控式三種。機(jī)械式EGR系統(tǒng)是通過排氣壓力和進(jìn)氣壓力之差調(diào)節(jié)EGR閥以控制EGR率,這種方式的EGR率可控制范圍較小,而且控制自由度受限制,所以已基本淘汰;氣電式系統(tǒng)是通過控制真空管路的通/斷或者真空度,來控制EGR閥的開/關(guān),由此控制在循環(huán)的廢氣流量。這種電路雖然比較簡單,但是管路只有開/關(guān)兩種狀態(tài),EGR率只取決于所開啟的閥門數(shù),所以不能按要求精確控制EGR率。為滿足越來越嚴(yán)格的排放法規(guī)的要求,需要針對發(fā)動機(jī)不同工況、條件(冷卻水溫等)來精確控制EGR率,所以開發(fā)出一套可精確控制EGR率的電子控制系統(tǒng)和方法是很有必要的。
所以,針對GW2.8T柴油機(jī),為有效降低NOx排放量,進(jìn)行了基于步進(jìn)電機(jī)的EGR控制系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計(jì),包括控制系統(tǒng)與PC機(jī)之間的串行通信,并進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)標(biāo)定和驗(yàn)證。所設(shè)計(jì)的EGR控制系統(tǒng)的輸入信號由霍爾傳感器采集的轉(zhuǎn)速和油門位置信號組成,由此判斷發(fā)動機(jī)的工況,以精確控制對應(yīng)該工況的最適合得EGR閥開度。在所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中,采用了優(yōu)化控制MAP圖并查詢MAP的控制方法。
試驗(yàn)結(jié)果表明,所開發(fā)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)工作可靠、有效;并在不影響發(fā)動機(jī)的其它性能指標(biāo)(煙度排放除外)的前提下,可顯著降低NOx排放;為了在大負(fù)荷工況下也能有效降低發(fā)動機(jī)的排放,需要對EGR控制系統(tǒng)和噴射系統(tǒng)等需進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)和匹配研究。
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