基于C167CS实现柴油/乙醇在线标定的数据通讯

为了简便的实现所开发的电控系统的的在线数据标定,作者利用单片机C167cs的高速同步串口与PC机的键盘的通讯,在柴油机上实现乙醇喷量在线动态调试,利用单片机的IO口和PC机的并口通讯实现采集数据的传送,并和PC机上的内燃机测试软件Panther无缝连接。本文详细阐述了同步串口和并口的通讯原理及软件的实现方法,并通过实验验证了该系统的可行性。     

C167CS柴油／乙醇双燃料发动机电控系统的开发研究

介绍了一种自行开发的柴油机电控掺烧乙醇的多点喷射系统。该系统利用16位高性能单片机C167CS和传感器系统,通过采集传感器信号进行数据分析处理,优化控制输出以及显示的自动化和数字化,以实现乙醇的实时、高速的定掺比掺烧。其中详细阐述了电控系统的硬件设计如喷醇的驱动电路和软件实现编程的思路和方法,比如转速采集模块编程。并通过试验证明了该系统的可行性。     

电控柴油机在线标定系统设计

分析了现有离线标定系统的不足,提出“双数据区”实现在线标定的设计方案,并进行了标定系统软件开发。系统基于等长结构、固定地址和指针切换的数据管理机制,实现了发动机控制MAP图数据的实时动态修改;ECU和标定平台间的通讯协议高效可靠;用户标定界面提供了友好而灵活的人机交互环境。在国产新型电控发动机上的应用研究表明:系统可显著提高标定效率和精度。     

柴油-乙醇在线混合自控系统

本设计采用在线混合模式,即柴油机在特定工况下,利用电子控制单元发出的喷乙醇脉冲,使柴油和乙醇按最佳配比在混合腔内粗略混合,再由高压油泵喷入气缸燃烧,利用乙醇气化潜热值高的特点,降低最高燃烧温度,从而降低NOx排放,同时利用其含氧高的特点促进燃烧以降低碳烟排放.     

GD-1高压共轨柴油机在线标定存储区的应用研究

在易失性存储器RAM中指定了特定的标定RAM(存放标定参数)区,将FLASH内保存的需要标定的参数(常数、脉谱和标志位)映射到标定RAM中,主程序应用标定RAM区的参数进行运算。通过对标定RAM区的标定参数进行在线标定,修改后的标定参数将直接应用于下一循环的控制策略计算,实现了真正意义上的在线标定。标定结束后,将标定RAM区的标定参数写入对应的FLASH存储区中,永久的保存标定后的参数。     

基于CCP协议的电控发动机标定系统CAN通信模块的研发

CAN总线通信以高达1Mbit／s的传输速度在多个网络节点(ECUs)间以广播或点对点形式灵活准确地传递数据。CCP协议作为CAN通信系统的标定协议以主从机通信模式实现CAN网络中标定工具对一个或多个控制器的在线标定和实时监测。基于CCP协议通信模块的成功开发为电控发动机标定系统的研发提供了实时、准确的通信保障。     

汞气质量浓度在线测量标定方法研究

针对排放烟气中汞气质量浓度在线测量系统在标定过程中排放汞废气造成的环境污染等问题,提出了一种基于饱和蒸气原理的光谱法汞气质量浓度在线测量标定方法,并在258.65~273.55K内进行了标定实验.结果表明:在较小温差范围内,可以通过改变温度来改变饱和汞蒸气质量浓度,从而对其进行标定,经温度系数修正后可扩大标定温度区间;实验得到的标定曲线线性相关系数R2=0.998 5,测得的汞气实际质量浓度与标定质量浓度的最大偏差仅为5.2%;该标定装置结构简单、成本低,且对环境无污染.     

3000kt/a柴油加氢精制装置开工运行及标定结果

上海高桥分公司3000kt/a柴油加氢精制装置采用抚顺石油化工科学研究院开发的新一代FHDS-6加氢精制催化剂,其具有加氢脱硫活性、选择性好、机械强度高、耗氢低等特点。装置在处理量320t/h、压力6.0MPa情况下投入生产运行,运行稳定后各项技术指标均达到生产要求。装置首月有效作业天数为12.9d,处理量为95321t,平均炼油量为307.9t/h,消耗氢气1445t,装置负荷率为86.24%;生产精制柴油87847t,柴油收率为92.16%,汽、柴油的总收率为98.30%;生产能耗为17.12kg标油/t。装置存在计量仪表超量程、设计流程不合理和控制方案不合理等问题,建议对计量仪表进行更换并优化流程。在装置正常运行5个月后进行标定:在设计处理量为357t/h生产欧Ⅲ标准柴油时,反应温度为334℃,冷高分压力为6.385MPa(表),氢油比为390(体积比),精制柴油硫含量为196μg/g,氮含量为35.4μg/g,脱硫率为98%,脱氮率为87%,能耗为12.81kg标油/t,低于设计能耗13.99kg标油/t;生产欧Ⅳ柴油时,反应温度为346℃,冷高分压力为6.529MPa(表),氢油比为434(体积比),精制柴油硫含量为38μg/g,脱硫率为99.6%。     

350×104t/a两段全循环柴油加氢裂化装置标定分析

浙江石油化工有限公司350×10⁴t/a柴油加氢裂化装置采用UOP两段式全转化加氢裂化Unicracking^TM技术,一段反应器装填催化剂为HYT-6219加氢精制催化剂、HC-680LT加氢裂化催化剂和少量HYT-8119加氢脱金属剂,二段反应器装填HC-53LT加氢裂化催化剂,两台反应器上部均装填Cattrap-30、Cattrap-50保护剂。该装置是目前国内最大的两段全循环柴油加氢裂化装置,于2021年9月下旬开工后,持续一直满负荷、稳定运行。经过标定,100%负荷时,目标产品重石脑油收率为64.63%,低于设计参考值;脱硫后液化气收率为15.96%,高于设计参考值;轻石脑油收率为21.29%,高于设计参考值;综合能耗为41.22kg标油/t原料,低于设计参考值10.64kg标油/t原料;氢耗为3.36%,略高于设计参考值;二段反应器催化剂床层温升高于设计参考值;各设备运行稳定,未出现超负荷现象;脱硫后干气、脱硫后低分气、脱硫后液化气、轻石脑油、重石脑油和少量柴油产品质量均达标到标准要求。     

基于CCP协议的控制器标定系统的研发

基于控制器局域网标定协议,用结构化编程的方法设计了界面灵活友好的标定系统。高级串行通讯协议CAN和CAN标定协议的应用,使本标定系统的标定平台和ECU的通讯稳定可靠、准确和快速．通讯波特率可达500kbit／s。镜像内存和标定内存的使用优化了对ECU的读写过程。高效的数据管理实现了上层标定数据、标定变量的参数文件和控制器FLASH内存中标定参数之间的准确动态连接。本标定系统已经成功用于GD-1高压共轨电控柴油机,发动机的性能和排放得到了很大的改善。     

乙醇柴油混合燃料的应用研究

5％～15％乙醇柴油混合燃料在18℃以上不用助溶剂也可形成稳定期较长的混合燃料制品，而添加适当的助溶剂使EIO及E15可以在较低温度下保持长期稳定不分层。E10及E15的理化性质与普通柴油接近，柴油机动力性能下降幅度不大，油耗增加不多，排气烟度却有明显的改善。     

基于CCP的电控柴油机标定系统开发

在分析研究CCP的基础上,开发了基于CCP的电控柴油机标定系统平台,实现了标定系统与ECU之间准确、可靠的数据通讯。利用存储区映射实现了标定工具对ECU数据的在线修改,大大提高了电控系统匹配、开发效率,最后利用该标定平台在高压共轨电控系统上进行了试验。     

柴油机进气预混乙醇的掺烧比例优化试验研究

采用进气管电控喷射供醇的方法在TY295D柴油机进行了掺烧乙醇的正交试验,并对不同的能耗及排放需求条件下的不同工况点最佳乙醇掺烧比例进行优化。结果表明,在柴油机以进气管预混合供醇方式掺烧乙醇时,随工况点的变化,按最低能耗需求进行优化得到的最佳掺烧比例在20％-30％;而以降低烟度为需求目标,并以一定的能耗率作为约束时,大部分工况下得到的最佳掺烧比例都在30％以上。     

乙醇/生物柴油/柴油混合燃料试验研究

对不同掺混比下乙醇/生物柴油/柴油(EBD)混合燃料的理化特性及互溶稳定性进行了试验研究。为了确定不同EBD混合燃料雾化性能的差异,基于电控喷射系统,利用马尔文法、高速摄像法研究了不同掺混比、喷射压力及喷油脉宽对燃油宏观和微观喷雾特性的影响。试验结果表明:在生物柴油/柴油混合燃料中添加乙醇,可显著改善混合燃料的雾化品质;在乙醇/柴油混合燃料中掺入生物柴油,又可显著改善混合燃料的互溶稳定性,能够满足车辆行驶需求。E10B25混合燃料的喷雾特性最佳。     

乙醇/柴油不同掺醇途径的性能对比

为了对乙醇/柴油混合燃料的应用和研究获取更全面的认识,在增压柴油机上对比了燃用纯柴油时与泵掺法(高压油泵掺醇)、化醇法和蒸气法(进气道掺醇)对排放性能的影响.研究结果表明,泵掺法的当量燃油消耗率优于原机;化醇法和蒸气法在低、中负荷范围内的当量燃油消耗率增大,在中、大负荷范围内接近原机水平,泵掺法的HC排放较原机有一定的增加;CO排放在小负荷工况略有上升,大负荷时明显低于原机;NO_x排放有所下降,排气烟度显著降低,化醇法和蒸气法与原机比较,在所有工况的HC、CO排放均大幅上升;NO_x排放降低的幅度不大,排气烟度有一定的降低.高压油泵掺醇方式对增压柴油机性能的改善效果明显优于进气道掺醇方式。     

联合GT及Matlab的柴油机虚拟标定

基于某款欧Ⅵ重型柴油机和GT-Power软件搭建相应的虚拟发动机模型,并进行标定,进行性能预测并验证预测精度。根据自主开发软件和欧Ⅵ法规要求,计算排放区域并选择合理的工况点,进行试验设计(DoE)。利用虚拟发动机预测DoE点的性能及排放。基于Matlab软件的基于模型标定(MBC)工具箱,结合拟定的各排放点及排放循环的排放物控制范围,进行满足原机排放要求及经济性最优的虚拟标定。最终在完全脱离发动机试验的情况下获取优化的电控参数脉谱。     

乙醇/柴油混合燃料喷雾粒度分布特性研究

采用激光粒度分析仪对乙醇/柴油混合燃料稳态自由喷雾粒度分布进行了试验研究,并就不同喷油压力、喷孔直径对乙醇、柴油及乙醇/柴油混合燃料稳态自由喷雾粒度分布的影响进行了对比研究。试验结果表明:各种燃料喷雾索特平均直径(SMD)的空间分布沿喷雾轴线均呈逐渐减小的趋势,其中柴油喷雾的SMD在20～40μm范围内变化,乙醇喷雾较柴油喷雾具有更小的SMD,且其空间分布较为均匀;随着乙醇含量的增加,乙醇/柴油混合燃料喷雾的SMD不断减小,其SMD大小和空间分布均匀性介于柴油喷雾和乙醇喷雾之间。     

乙醇/柴油/甲酯混合燃料的燃烧与排放特性

对燃料甲酯作为乙醇／柴油混合燃料助溶剂的可行性进行了研究,并对比了柴油机分别使用柴油、乙醇／柴油／甲酯混合燃料、乙醇／甲酯混合燃料和纯甲酯燃料时的燃烧与排放特性。结果表明,燃料甲酯可用作乙醇／柴油的助溶剂。与原机相比,含氧燃料可以大幅度降低柴油机在中高负荷时的烟度,其中E30M70燃料的烟度最小。但当使用含有乙醇的混合燃料时,着火延迟,THC排放增加,且在中高负荷时的压力升高率大,NOx排放较高。     

柴油/乙醇组合燃烧降低增压中冷发动机排放的研究

在增压中冷发动机上采用柴油/含水乙醇组合燃烧(DECC)方式进行排放特性的试验研究.研究表明,采用DECC方式,增压中冷发动机的NOx和微粒排放同时大幅度下降,但HC和CO排放增加较多.加装氧化催化转化器后,HC和CO得到了大幅度地降低,微粒(PM)也进一步减少.按照国Ⅲ规定的检测方法,对比纯柴油排放,该机的NOx由6.49 g/(kW·h)降到3.46 g/(kW·h),微粒由0.142 g/(kW·h)降到0.089g/(kW·h),HC和CO测量值分别为0.34 g/(kW·h)和0.10 g/(kW·h).负荷烟度(ELR)试验测试结果为0.687 m-1.测试结果表明,采用DECC燃烧模式,在仍然采用原机的泵管嘴燃油喷射系统的情况下可以使增压中冷发动机排放从国Ⅱ排放标准提升到国Ⅲ排放标准.除微粒指标满足国Ⅲ要求外,其余指标低于国Ⅳ要求,且燃料经济性基本保持不变.