一种甲醇-柴油双燃料替代率预标定方法与流程

文档序号:26356591发布日期:2021-08-20 20:31阅读:280来源:国知局

本发明属于双燃料替代率预标定技术领域,特别是涉及一种甲醇-柴油双燃料替代率预标定方法。



背景技术:

甲醇是重要的基础化工原料和能源替代品,兼具基础原料与能源的双重属性。甲醇可部分替代柴油,满足发动机功率需求,从而达到节省燃料成本的需求。目前,甲醇的市场价格每升约为柴油的1/3。采用甲醇为燃料的发动机,在运行中燃料成本可大幅降低,综合节约成本在20%以上。与传统燃料相比,甲醇中不含硫且氮氧化物(nox)排放量较低,同时,甲醇燃烧产生的颗粒物排放也比传统燃料低。由于甲醇在经济性、排放等指标均优于柴油,因此,国内很多厂家都在开发甲醇柴油双燃料发动机。

目前甲醇-柴油双燃料发动机一般具备2种运行模式:纯柴油模式以及甲醇柴油双燃料模式。纯柴油模式下,发动机仅靠燃烧柴油产生动能;甲醇柴油双燃料模式下,通过在压缩上止点附近,喷入少量柴油,柴油压燃后引燃甲醇产生动能。

甲醇-柴油双燃料发动机一般先进行纯柴油模式台架标定试验,然后在进行甲醇柴油双燃料模式台架标定试验。在甲醇-柴油双燃料模式台架标定试验过程中,和纯柴油模式相比,针对相同的工况(例如1600r/min,700nm),在保证动力性、排放等指标的前提下,尽可能的减小柴油的喷射量,加大甲醇的喷射量,以提高替代率,从而获得更好的经济性。

甲醇-柴油双燃料模式下,针对发动机全工况,均需进行替代率标定试验。为达到目标替代率,在替代率标定试验时就需要手动的不断减小柴油的喷射量,加大甲醇的喷射量。因此,完成发动机全公况替代率标定试验就需要很长的时间,导致标定效率低下。



技术实现要素:

为了克服上述问题,本发明提供了一种甲醇-柴油双燃料替代率预标定方法。

本发明所采用的技术方案是:

一种甲醇-柴油双燃料替代率预标定方法,包括以下步骤:

步骤一:纯柴油模式万有特性台架试验时,记录每个工况点的真实小时油耗(kg/h)、柴油单次喷射量(mg);

步骤二:根据纯柴油模式当前工况的转速(r/min)、柴油单次喷射量(mg)以及发动机缸数得到理论计算的小时油耗(kg/h);

步骤三:由真实小时油耗(kg/h)除以理论计算的小时油耗(kg/h)得到各况油耗修正系数;

步骤四:根据甲醇-柴油双燃料项目的目标,设定各工况的目标替代率;

步骤五:根据各工况的目标替代率、真实小时油耗(kg/h)、发动机缸数以及油耗修正系数得到甲醇-柴油双燃料模式下各工况柴油单次喷射量(mg);

步骤六:根据各工况的目标替代率、真实小时油耗(kg/h)、发动机缸数、柴油低热值(mj/kg)以及甲醇低热值(mj/kg)得到甲醇-柴油双燃料模式下各工况甲醇单次喷射量(mg);

步骤七:分别进行差值计算,生成甲醇-柴油双燃料模式下柴油喷射量基础map以及甲醇喷射量基础map。

其中,替代率为发动机同一工况下,甲醇喷射量替代柴油喷射量的比率,以%表示。

本发明的优点如下:

1、基于纯柴油模式万有特性数据,根据能量守恒原则,在双燃料模式替代率标定试验前,对甲醇-柴油双燃料模式下各工况目标替代率进行预置计算,得出各个工况下的甲醇喷射量、柴油喷射量,最后通过差值计算生成柴油喷射量基础map以及甲醇喷射量基础map;

2、采用该方法可预先对各工况目标替代率进行预置计算,极大减少甲醇-柴油双燃料模式下标定工作量,提高标定效率。

具体实施方式

下面对本发明作进一步的说明,但本发明并不局限于这些内容。

实施例

一种甲醇-柴油双燃料替代率预标定方法,包括以下步骤:

步骤一:纯柴油模式万有特性台架试验时,记录每个工况点的真实小时油耗(kg/h)、柴油单次喷射量(mg);

步骤二:根据纯柴油模式当前工况的转速(r/min)、柴油单次喷射量(mg)以及发动机缸数得到理论计算的小时油耗(kg/h);

步骤三:由真实小时油耗(kg/h)除以理论计算的小时油耗(kg/h)得到各况油耗修正系数;

步骤四:根据甲醇-柴油双燃料项目的目标,设定各工况的目标替代率;

步骤五:根据各工况的目标替代率、真实小时油耗(kg/h)、发动机缸数以及油耗修正系数得到甲醇-柴油双燃料模式下各工况柴油单次喷射量(mg);

步骤六:根据各工况的目标替代率、真实小时油耗(kg/h)、发动机缸数、柴油低热值(mj/kg)以及甲醇低热值(mj/kg)得到甲醇-柴油双燃料模式下各工况甲醇单次喷射量(mg);

步骤七:分别进行差值计算,生成甲醇-柴油双燃料模式下柴油喷射量基础map以及甲醇喷射量基础map。

四冲程柴油机每一个循环内(发动机转2转),各个缸均各喷一次油,单次喷射量代表各缸每次喷射量大小,单位mg。

以6缸机为例:

假定当前工况为1600r/min,700nm,纯柴油模式下真实小时油耗24kg/h,单次喷射量90mg,柴油热值43.2mj/kg,甲醇热值46.246mj/kg,甲醇-柴油双燃料目标替代率70%;

则油耗系数=24/(90*(1600/2)*6*60/1000000)=0.93;

甲醇-柴油双燃料柴油单次喷射=24*(1-70%)/((1600/2)*6*60)/0.93*1000000=26.9mg;

甲醇-柴油双燃料甲醇单次喷射=24*0.7*(43.2/46.246)/((1600/2)*6*60)*1000000=54.5mg;

甲醇-柴油双燃料替代率预标定计算公式:

柴油单次喷射量=原机油耗×(1-替代率)/转速/180/油耗修正系数*1000000;

指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。



技术特征:

1.一种甲醇-柴油双燃料替代率预标定方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤一:纯柴油模式万有特性台架试验时,记录每个工况点的真实小时油耗、柴油单次喷射量;

步骤二:根据纯柴油模式当前工况的转速、柴油单次喷射量以及发动机缸数得到理论计算的小时油耗;

步骤三:由真实小时油耗除以理论计算的小时油耗得到各况油耗修正系数;

步骤四:根据甲醇-柴油双燃料项目的目标,设定各工况的目标替代率;

步骤五:根据各工况的目标替代率、真实小时油耗、发动机缸数以及油耗修正系数得到甲醇-柴油双燃料模式下各工况柴油单次喷射量;

步骤六:根据各工况的目标替代率、真实小时油耗、发动机缸数、柴油低热值以及甲醇低热值得到甲醇-柴油双燃料模式下各工况甲醇单次喷射量;

步骤七:分别进行差值计算,生成甲醇-柴油双燃料模式下柴油喷射量基础map以及甲醇喷射量基础map。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇-柴油双燃料替代率预标定方法,其特征在于:所述的小时油耗的单位为kg/h,喷射量的单位为mg,转速的单位为r/min,低热值的单位为mj/kg。


技术总结
本发明公开了一种甲醇‑柴油双燃料替代率预标定方法,包括以下步骤:记录每个工况点的真实小时油耗、柴油单次喷射量;得到理论计算的小时油耗;得到各况油耗修正系数;设定各工况的目标替代率;得到甲醇‑柴油双燃料模式下各工况柴油单次喷射量;得到甲醇‑柴油双燃料模式下各工况甲醇单次喷射量;分别进行差值计算,生成甲醇‑柴油双燃料模式下柴油喷射量基础MAP以及甲醇喷射量基础MAP。本发明基于纯柴油模式万有特性数据,根据能量守恒原则,在双燃料模式替代率标定试验前,对甲醇‑柴油双燃料模式下各工况目标替代率进行预置计算,得出各个工况下的甲醇喷射量、柴油喷射量,最后通过差值计算生成柴油喷射量基础MAP以及甲醇喷射量基础MAP。

技术研发人员:李徳平;刘子琪;劳毅仁;李中;方成;郝守刚
受保护的技术使用者:常州易控汽车电子股份有限公司
技术研发日:2021.05.10
技术公布日:2021.08.20
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