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二甲醚预混合燃烧系统控制阀工作特性研究
| 论文题名： | 二甲醚预混合燃烧系统控制阀工作特性研究 |
| 关键词： | 二甲醚;预混压燃系统;控制阀;电液驱动;动态特性;发动机;优化设计 |
| 摘要： | 近年来，随着汽车工业的迅速发展，能源短缺和环境污染两大难题越发引入关注，寻找新的发动机清洁代用燃料及优化燃烧效率十分有必要。二甲醚(Dimethyl Ether，简称DME)十六烷值高、碳烟排放为零，具有作为柴油机清洁替代燃料的潜力。类似HCCI燃烧模式的二甲醚预混压燃(Premixed ChargeCompression Ignition，简称PCCI)燃烧，由于其具有良好的操作性，受到学者们的高度关注。位于二甲醚发动机两燃烧室通道中的控制阀是实现二甲醚高效PCCI燃烧模式的关键，对控制阀驱动方式的设计及动态响应特性的探究显得尤为重要。 首先，本文结合控制阀的工作特性，提出了电液控制系统。介绍了电液控制系统的组成结构，阐述了该系统在二甲醚PCCI燃烧模式下的具体工作过程，建立了数学模型，分析了影响控制阀动态特性的主要参数。根据二甲醚发动机实际工作需求，分析了控制阀工作过程中需要满足的动态特性要求。 其次，根据电液控制系统工作原理，运用AMESim软件搭建仿真模型。揭示了系统供给压力、液压活塞直径、控制阀质量、复位弹簧刚度、供油管长度等主要因素对控制阀动态特性的影响规律及正时、升程的可变控制特性。结果表明:系统供给压力、液压活塞直径越大，控制阀最大升程及速度越大，液压活塞直径对阀门在最大升程处震荡频率影响较大;阀体质量对控制阀最大升程及速度影响不大，但对阀门在最大升程处的振幅影响较大;复位弹簧刚度越大，控制阀最大升程越小，同时关闭所需时间也越短;供油管长度对控制阀动态特性影响不大。 最后，针对控制阀落座冲击问题采取阻尼孔液压制动和PID闭环控制策略进行优化设计。采用AMESim优化设计功能并借助遗传算法求得合适的PID控制参数，并运用到闭环控制仿真模型中进行仿真计算。结果表明，采用节流阀阻尼孔液压制动闭环控制策略后，控制阀的落座速度从2m/s左右下降到0.35m/s左右，能很好地满足阀门落座速度要求，从而实现对控制阀落座的柔性控制。 |
| 作者： | 宋文鹏 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张光德 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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