Метод определения угла опережения зажигания для управления ДВС на бинарном топливе

• Автор: Береснев, Максим Алексеевич
• Шифр специальности: 05.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Таганрог
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Критический анализ состояния проблемы
1.1. Основные подходы к улучшению экологических и эксплуатационных показателей ДВС
1.2 Перспективы использования альтернативных и бинарных топлив
1.3. Преимущества и недостатки существующих методов определения У03 при работе на бинарном топливе
1.4 Постановка цели и задач исследования
1.5 Выводы по главе
2 Разработка математической модели для расчета УОЗ при использовании бинарного топлива
2.1 Определение входных и выходных данных
2.2 Формирование требований к модели
2.3 Выбор базового способа расчета тепловыделения
2.4. Процедура расчета при использовании бинарного топлива
2.5 Идентификация модели
2.5 Выводы по главе
3 Разработка алгоритма определения угла опережения зажигания с учетом состава бинарного топлива
3.1 Особенности при работе ДВС на бинарном топливе
3.2 Разработка алгоритма управления углом опережения зажигания
3.2 Разработка способа устранения детонации с использованием бинарного топлива

3.3 Проверка результатов работы алгоритмов на математической модели
3.3 Экологические аспекты использования разработанного алгоритма
3.4 Выводы по главе
4 Результаты экспериментальных исследований предлагаемого метода определения УОЗ
4.1 Программа и методика испытаний, экспериментальный стенд
4.2 Анализ результатов эксперимента для идентификации времени горения бинарного топлива
4.3 Коррекция модели по экспериментальным данным
4.4 Анализ результатов проверки способа обработки детонации
4.5 Анализ результатов проверки алгоритма определения УОЗ
4.6 Сравнение предложенного метода со стандартом
4.4 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Повышение цены на нефть и исчерпание ее запасов заставляют активно искать альтернативные виды топлива для автомобильных двигателей. Некоторые такие топлива, например природный и попутный газы, а также различные спирты, уже достаточно широко применяются. Это позволяет улучшить экологические и/или экономические качества существующих конструкций ДВС, но вместе с тем ухудшает какие-либо (в зависимости от вида альтернативного топлива) показатели по сравнению с топливами традиционными. Для устранения подобных недостатков ведущие производители и исследовательские институты, такие как Bosch, Daimler, VAG, Delphi и др. работают над созданием двутопливных систем, где используется не один вид топлива в один момент времени, а два топлива подаются в цилиндр и сгорают одновременно. Изучаются различные возможные комбинации топлив, наиболее перспективные среди которых: дизель+бензин, дизель+газ,
бензин+газ. В РФ были получены результаты по снижению вредных веществ в отработавших газах и увеличению срока службы компонентов ДВС при использовании смеси из бензина и сжиженного углеводородного газа (бинарного топлива). Такие разработки поддерживаются, в том числе, правительственными организациями различных стран, и в ближайшем будущем следует ожидать появления транспортных средств, использующих двутопливные системы питания.
Поскольку высокие эксплуатационные показатели современных автомобильных ДВС обеспечиваются, в том числе, управлением их рабочим процессом, востребованными являются исследования по управлению двигателем при работе на различных топливных смесях. Для двутопливных двигателей (в т.ч при использовании бинарного топлива) управление необходимо осуществлять, помимо всего прочего, с учетом соотношения подач двух видов топлива. Поэтому весьма актуальным является создание методов, способов и алгоритмов управления ДВС, учитывающих этот момент.
1.3.3 Организация обратной связи по детонации
Эффективное управление двигателем как сложной системой невозможно без организации обратной связи. Самым простым и распространенным в настоящее время вариантом является использование датчиков детонации. Они позволяют изменять входные параметры при обнаружении факта детонационного сгорания и сохраняют работоспособность двигателя [53, 0175-105].
Как правило, функция обработки детонации обеспечивает работу двигателя у границы его детонации для оптимизации КПД, но не допускает повреждений из-за этой детонации. Процесс сгорания во всех цилиндрах контролируется датчиками детонации. Зарегистрированный датчиками шум в конструктивных узлах двигателя сравнивается с контрольным значением шума сгорания, возникающего при нормальной работе отдельных цилиндров после низкочастотного фильтра. Контрольный уровень шума представляет собой фоновый шум двигателя в режиме работы без детонации. На основе этого сравнения делается вывод, насколько было громче данное сгорание по сравнению с фоновым шумом. С определенного порога распознается детонация. Как при расчете базового уровня, так и при распознавании детонации могут учитываться изменившиеся условия работы (частота вращения коленчатого вала двигателя, динамика числа оборотов, динамика изменения этой частоты и нагрузки).
Как правило, в процессе работы формируется N таблиц (где N - количество цилиндров) коррекции У03 по детонации индивидуально для каждого цилиндра. Текущее смещение У03 для каждого цилиндра выбирается из специальной таблицы ТиОХБВЦ,!] в ОЗУ с учетом выделенных зон детонации и номера цилиндра. Номер зоны детонации выбирается в каждом цикле из таблиц «Номер зоны по оборотам» и «Номер зоны по дросселю». Таблица Ти028О[],1] 0 - зона детонации, 1 - номер цилиндра) адаптируется по следующему алгоритму:
1. Если в зоне ] цилиндра 1 между двумя циклами с детонацией прошло
время менее «Минимальное время между циклами детонации», то поправка УОЗ
в этой ячейке таблицы Ти02БВ увеличивается на шаг смещения УОЗ при
детонации (программная константа, равна 2 гр.п.к.в.). Текущее смещение УОЗ