The invention discloses a method for obtaining the best ignition advance angle of the coke oven gas engine. MBT, a common optimization method of ignition advance angle, does not take into account emissions. When applied to coke oven gas engines, the emission of nitrogen oxides will exceed the standard seriously. The invention uses a coke oven gas engine modified from a gasoline engine, combines dynamometer, emission analyzer and combustion analyzer to study the rule of the influence of ignition advance angle on engine power performance and emission characteristics under different operating conditions. Based on this, a single-objective solution model is established by using the optimization algorithm of ignition advance angle, and the calculation is carried out. The optimum ignition advance angle under different working conditions is obtained. The invention obtains the optimum ignition advance angle which can be written into the ignition MAP diagram of ECU for practical control of coke oven gas engine.
【技术实现步骤摘要】
一种获取焦炉气发动机最佳点火提前角的方法
本专利技术属于发动机工程
,涉及一种获取焦炉气发动机最佳点火提前角的方法,适用于焦炉气发动机。当发动机燃用焦炉气时,通过该方法,可获取发动机在各个工况下兼顾动力性与排放性的最佳点火提前角,并通过对ECU中点火MAP图的重新标定,使其可直接应用于焦炉气发动机。
技术介绍
随着汽车工业的快速发展,其巨大的能源消耗已威胁到国家的能源供应安全,同时,排放的大量尾气也直接威胁到了生态环境与人类健康。清洁车用代用燃料已成为各国研究的重要课题,其中醇类燃料和气体燃料是应用最广泛的代用燃料,但相比于醇类燃料,气体燃料在资源、经济、排放、安全等诸多方面具有巨大优势,是目前汽车的首选代用燃料。作为产煤大国,产量巨大的炼焦副产物焦炉气(富含氢气、甲烷与一氧化碳等可燃气体)是一种理想的清洁车用代用燃料。目前,焦炉气发动机是在汽油机的基础上直接改进所得,它保留了汽油机的控制策略,即根据节气门开度、进气压力及发动机转速等工况参数,通过查找MAP图,决定燃料的喷射脉宽与点火提前角。在实际使用中,由于焦炉气物化特性的特殊性,其动力性与排放性与汽油机存在较大差别:动力性方面,焦炉气当量空燃比混合气体积热值较汽油小15%左右,且在进气道喷射发动机中,气体燃料会导致充量系数下降,因此,焦炉气发动机动力性较汽油机有明显下降;排放方面,由于焦炉气富含氢气,燃烧速度快,且燃烧温度高,会导致碳氢与一氧化碳的排放量明显下降,但高温环境为氮氧化物的生成提供了理想环境,因此,氮氧化物的排放量较汽油机会有明显增加。综上所述,汽油机改为焦炉气发动机之后,需对点火提 ...
【技术保护点】
1.一种获取焦炉气发动机最佳点火提前角的方法,其特征在于:该方法具体步骤如下:第一步:首先,通过测功机控制焦炉气发动机的运行工况,同时获取在每个工况下焦炉气发动机的扭矩;数据采集与控制系统控制点火提前角,并确定每个工况下焦炉气发动机稳定运行的点火提前角范围,稳定运行状态为无爆震,且转速与功率波动范围均在5%以内;其次,通过排放分析仪测量得到催化器入口处在每个工况下对应不同点火提前角时的氮氧化物、一氧化碳及碳氢排放物浓度;再次,通过燃烧分析仪采集并分析计算得到在每个工况下对应不同点火提前角时的焦炉气发动机缸内燃烧信息,包括缸内压力和放热率;最后,通过数据采集与控制系统,读取每个工况下对应不同点火提前角时的焦炉气发动机的扭矩,氮氧化物、一氧化碳及碳氢排放物浓度,以及焦炉气发动机缸内燃烧信息;第二步:首先,根据焦炉气发动机的扭矩以及氮氧化物、一氧化碳和碳氢排放物浓度在每个工况下对应不同点火提前角时的变化关系,拟合出多项式数学模型;其次,在焦炉气发动机稳定运行的前提下,以点火提前角为优化参数,获得焦炉气发动机的扭矩最大,氮氧化物、一氧化碳和碳氢排放物浓度最低为优化目标,建立多目标优化模型;再次 ...
【技术特征摘要】
1.一种获取焦炉气发动机最佳点火提前角的方法,其特征在于:该方法具体步骤如下:第一步:首先,通过测功机控制焦炉气发动机的运行工况,同时获取在每个工况下焦炉气发动机的扭矩;数据采集与控制系统控制点火提前角,并确定每个工况下焦炉气发动机稳定运行的点火提前角范围,稳定运行状态为无爆震,且转速与功率波动范围均在5%以内;其次,通过排放分析仪测量得到催化器入口处在每个工况下对应不同点火提前角时的氮氧化物、一氧化碳及碳氢排放物浓度;再次,通过燃烧分析仪采集并分析计算得到在每个工况下对应不同点火提前角时的焦炉气发动机缸内燃烧信息,包括缸内压力和放热率;最后,通过数据采集与控制系统,读取每个工况下对应不同点火提前角时的焦炉气发动机的扭矩,氮氧化物、一氧化碳及碳氢排放物浓度,以及焦炉气发动机缸内燃烧信息;第二步:首先,根据焦炉气发动机的扭矩以及氮氧化物、一氧化碳和碳氢排放物浓度在每个工况下对应不同点火提前角时的变化关系,拟合出多项式数学模型;其次,在焦炉气发动机稳定运行的前提下,以点火提前角为优化参数,获得焦炉气发动机的扭矩最大,氮氧化物、一氧化碳和碳氢排放物浓度最低为优化目标,建立多目标优化模型;再次,采用评价函数建立单目标模型,具体为:建立点火提前角的评价函数如下:其中,g(θign)为评价指标,αi为fi(θign)对应的权重,设α1=α2=0.4,α3=α4=0.1,α1为焦炉气发动机扭矩的权重,α2为氮氧化物排放量的权重,α3为一氧化碳排放量的权重,α4为碳氢排放量的权重,点火提前角的上限为爆震临界点KTA,下限为稳定工作临界点SCP,稳定工作状态为焦炉气发动机的转速与功率波动范围均在5%以内,f1(θign)代表焦炉气发动机的扭矩拟合函数,f2(θign)代表氮氧化物排放量拟合函数,f3(θign)代表一氧化碳排放量拟合函数,f4(θign)代表碳氢排放量拟合函数;最后,根据单目标模型求解获取最佳点火提前角,具体如下:对fi(...
【专利技术属性】
技术研发人员:何海斌,舒涌,赵福建,李胜磊,
申请(专利权)人:杭州电子科技大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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