一種甲醇、生物柴油、柴油多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車、農(nóng)用機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種甲醇、生物柴油、柴油多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源危機(jī)加劇和排放法規(guī)日益嚴(yán)格，開(kāi)發(fā)新型燃料已成為發(fā)動(dòng)機(jī)研究的重點(diǎn)之一。目前，在不改變直噴柴油機(jī)結(jié)構(gòu)、供油參數(shù)的的基礎(chǔ)上，從燃料品質(zhì)方面去研究改善柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒特性和排放。在選取燃料上:桐油、菜籽油，配置純生物柴油燃料，在ZS195柴油機(jī)上進(jìn)行負(fù)荷特性試驗(yàn)，研究了生物柴油燃料、乙醇及其柴油燃料混合配比對(duì)柴油機(jī)燃燒放熱規(guī)律和排放性能的影響。
[0003]試驗(yàn)結(jié)果表明:不同油料和不同比例的混合燃料對(duì)柴油機(jī)的燃燒特性和排放性能有明顯的影響。在小負(fù)荷工況點(diǎn)，生物柴油占大比例的燃料與0#柴油相比，燃燒放熱明顯滯后(I?4°C A)，滯燃期延長(zhǎng)，缸內(nèi)壓力和瞬時(shí)放熱率峰值均升高，壓力升高達(dá)5%，放熱率峰值升高達(dá)9 %，生物柴油燃料摻入甲醇后表現(xiàn)更加突出。隨著負(fù)荷增加，生物柴油燃料及其混合燃料的滯燃期逐漸縮短到與柴油基本相當(dāng)，放熱率峰值最大降幅為19%，壓力曲線與柴油基本相當(dāng)。
[0004]生物柴油燃料占大比例的燃料的冷啟動(dòng)性能差，但均能滿足動(dòng)力性要求，經(jīng)濟(jì)性略微降低，燃油消耗率在標(biāo)定工況比柴油高出12?18%。在排放方面:燃用生物柴油燃料時(shí)，NOx排放大約降低10%，生物柴油燃料占大比例的燃料中摻混了乙醇，混合燃料的NOx排放降低15%。在標(biāo)定工況(8.8kW/2000rpm)，生物柴油燃料占大比例的燃料的碳煙排放都比柴油降低，降幅最大為89%。生物柴油燃料占小比例的燃料在標(biāo)定工況點(diǎn)，NOx最大降幅為8.8%，碳煙排放最大降幅為76%。
[0005]可見(jiàn)，生物柴油燃料、甲醇及其柴油燃料的混合燃料能滿足柴油機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性要求，且在中大負(fù)荷工況燃燒特性良好，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，能有效降低柴油機(jī)的主要排放:Ν0χ和碳煙，生物燃料占大比例的燃料整體效果最好。所以，對(duì)甲醇、生物柴油、柴油多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)控制方法研究突顯其重要性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了一種甲醇、生物柴油、柴油多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)控制方法，目的是解決對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)下多混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給不易控制及裝配多混合燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的車型冷啟動(dòng)后排放控制難、排放不良、油耗偏高、某種燃料供給出現(xiàn)異常情況下發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作的模式切換問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]—種甲醇、生物柴油、柴油多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)控制方法，包括以下步驟:
[0009]a.將甲醇裝于甲醇油箱101、生物柴油裝于生物柴油油箱102、柴油裝于柴油油箱103 ；
[0010]b.甲醇油箱101、生物柴油油箱102、柴油油箱103通過(guò)同一電子控單元E⑶進(jìn)行控制，并獨(dú)立供給燃料，其模式分別為甲醇驅(qū)動(dòng)模式、生物柴油驅(qū)動(dòng)模式或柴油驅(qū)動(dòng)模式；
[0011]d.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)；
[0012]d.電子控制單元ECU優(yōu)先進(jìn)行故障診斷，當(dāng)甲醇液位傳感器107、生物柴油液位傳感器108任一部件出現(xiàn)故障信號(hào)時(shí)，電子控制單元ECU都將切換到柴油模式驅(qū)動(dòng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作，同時(shí)發(fā)出故障診斷報(bào)警信號(hào)，通知駕駛?cè)藛T及時(shí)修復(fù)故障；
[0013]e.甲醇油箱、生物柴油油箱液位檢測(cè)
[0014]當(dāng)檢測(cè)到甲醇燃料液位低于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，甲醇液位傳感器110將液位信號(hào)發(fā)送至電子控制單元ECU，電子控制單元ECU根據(jù)該液位信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)送處理結(jié)果指令至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，此時(shí)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)104保持柴油驅(qū)動(dòng)模式，同時(shí)發(fā)動(dòng)報(bào)警，提示駕駛操作人員及時(shí)補(bǔ)充甲醇燃料；
[0015]進(jìn)一步地，當(dāng)檢測(cè)到生物柴油燃料液位低于預(yù)先設(shè)定值時(shí)，生物柴油液位傳感器117將液位信號(hào)發(fā)送至電子控制單元ECU，電子控制單元ECU根據(jù)該液位信號(hào)進(jìn)行處理并發(fā)送處理結(jié)果指令至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，此時(shí)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)保持柴油驅(qū)動(dòng)模式，同時(shí)發(fā)動(dòng)報(bào)警，提示駕駛操作人員及時(shí)補(bǔ)充生物柴油燃料；
[0016]f.冷卻液溫度檢測(cè)
[0017]如果甲醇燃料液位和生物柴油燃料液位高于設(shè)定值，則電子控制單元ECU進(jìn)行冷卻液溫度檢測(cè)，冷卻液溫度根據(jù)加速踏板位置在發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元ECU做冷卻液溫度匹配標(biāo)定時(shí)設(shè)定，并輸入電子控制單元ECU，同時(shí)，匹配標(biāo)定時(shí)設(shè)定生物柴油加速踏板位置，并輸入電子控制單元ECU，由于冷機(jī)條件下，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)溫度通常以柴油發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度表示，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度由冷卻液溫度傳感器105檢測(cè)，并將冷卻液溫度信號(hào)114傳送至電子控制單元ECU，當(dāng)檢測(cè)到的冷卻液溫度低于設(shè)定值時(shí)，電子控制單元ECU將處理結(jié)果指令發(fā)送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)保持柴油驅(qū)動(dòng)模式，當(dāng)檢測(cè)到的冷卻液溫度高于設(shè)定值時(shí)，電子控制單元ECU進(jìn)一步判斷發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間；
[0018]g.加速踏板匹配設(shè)定
[0019]電子控制單元E⑶做匹配標(biāo)定時(shí)，冷卻液溫度設(shè)定值分別設(shè)定為20 °C、40 °C、60°C，此時(shí)分別與加速踏板位置小于20 %、40%至60%以及大于60 %相對(duì)應(yīng)；柴油發(fā)動(dòng)機(jī)104柴油驅(qū)動(dòng)模式冷啟動(dòng)后，當(dāng)冷卻液溫度傳感器105檢測(cè)冷卻液溫度<20°C，相對(duì)應(yīng)的加速踏板位置則是小于20%的低負(fù)荷系統(tǒng)時(shí)，切換到生物柴油驅(qū)動(dòng)模式；當(dāng)冷卻液溫度傳感器檢測(cè)溫度>40°C時(shí)，相對(duì)應(yīng)的加速踏板位置是40%至60%的中負(fù)荷系統(tǒng)時(shí)，切換到甲醇驅(qū)動(dòng)模式；當(dāng)冷卻液溫度傳感器檢測(cè)溫度>60°C，相對(duì)應(yīng)的加速踏板位置是大于60%的高負(fù)荷系統(tǒng)，此時(shí)切換到柴油驅(qū)動(dòng)模式以驅(qū)動(dòng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0020]在步驟e中，甲醇燃料液位設(shè)定值為高度H ^ 15mm，如果液位高度H〈15mm，則甲醇燃料剩余量不足，此時(shí)電子控制單元ECU根據(jù)甲醇液位信號(hào)110判斷并進(jìn)行處理并將結(jié)果發(fā)送至指令執(zhí)行機(jī)構(gòu)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)切換至柴油驅(qū)動(dòng)模式，同時(shí)發(fā)出報(bào)警，警示駕駛員及時(shí)補(bǔ)充甲醇燃料，進(jìn)一步地，生物柴油燃料液位設(shè)定值為高度H多15mm,如果液位高度H〈15mm，則生物柴油燃料剩余量不足，此時(shí)電子控制單元ECU根據(jù)生物柴油液位信號(hào)117判斷并進(jìn)行處理并將結(jié)果發(fā)送至指令執(zhí)行機(jī)構(gòu)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)切換至柴油驅(qū)動(dòng)模式，同時(shí)發(fā)出報(bào)警，警示駕駛員及時(shí)補(bǔ)充相應(yīng)燃料。
[0021]本發(fā)明的有益效果在于:
[0022]本發(fā)明的多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)控制方法是由同一電子控制單元ECU控制，發(fā)動(dòng)機(jī)低溫下用柴油進(jìn)行冷啟動(dòng)，當(dāng)冷卻液溫度和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，適時(shí)切換相應(yīng)供油模式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)異常自動(dòng)進(jìn)行燃料模式切換并及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。目前現(xiàn)有的技術(shù)主要為混合燃料供油方式及雙供給方式，而本發(fā)明采用多油箱獨(dú)立供油方式，綜合解決了混合燃料供油方式下形成微乳液混合燃料配比不易控制及多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)車型系統(tǒng)控制下冷啟動(dòng)后排放控制難、排放不良、油耗偏高、異常情況下發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作的問(wèn)題。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，兩循環(huán)THC(排放的氣體中含有碳?xì)浠衔锏目偭?總排放量較原方案分別可以降低38%和47%，系統(tǒng)整體特性良好，其方法易于實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1:甲醇、生物柴油、柴油多燃料發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)供給裝置結(jié)構(gòu)圖
[0024]圖2:電子控制單元E⑶控制原理圖
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