一种氨气-天然气双燃料发动机的扭矩标定方法技术

本发明专利技术公开了一种氨气

【技术实现步骤摘要】
一种氨气
‑
天然气双燃料发动机的扭矩标定方法


[0001]本专利技术涉及发动机标定
，尤其涉及一种氨气
‑
天然气双燃料发动机的扭矩标定方法。

技术介绍

[0002]“碳达峰，碳中和”目标背景下，交通运输领域面临更加严峻的减排压力,亟待推动行业低碳绿色转型，实现可持续发展。据统计，我国交通运输业碳排放占全国碳排放总量的10.4％，与欧美国家相比具有占比低、增速快、减排潜力大的特点。公路运输占全国交通运输碳排放总量的85％以上，其中，重型商用车碳排占比接近一半，是交通运输领域碳排放的主体和减排重点。传统重型商用车不仅需要进行绿色低碳转型，而且要满足长途汽车用户对驾驶舒适性的要求，氨气
‑
天然气双燃料发动机成为实现上述目标的重要途径。
[0003]目前市场上双燃料是柴油、汽油、天然气、醇类、氢气等组合，除氢能源外，其他燃料均含有碳元素，而氢能源的运输、存储是当前氢能应用的主要技术难点。液氨从能量密度、安全性、存储、输运及应用具有独特优势，与天然气按照一定比例混合进入缸内燃烧可达到显著的减碳效果，再研发和应用过程中需解决氨气
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天然气双燃料发动机控制的难点。
[0004]针对上述，本专利技术提出氨气
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天然气双燃料发动机的扭矩标定方法，标定得到氨气
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天然气双燃料发动机的扭矩MAP图，可显著改善汽车的扭矩输出的平顺性和响应性。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种氨气
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天然气双燃料发动机的扭矩标定方法，以替换部分天然气使发动机使用无碳排放的氨燃料，该方法在发动机的各个工况下充分发挥出了氨气
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天然气混合气在空燃比13.8的情况下标定扭矩，使得发动机的性能保持最优，汽车的扭矩输出是对氨气
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天然气双燃料发动机的动力性重要的考评，也是驾驶员驾驶性感受的来源。
[0006]本专利技术提出的一种氨气
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天然气双燃料发动机的扭矩标定方法，包括以下步骤：
[0007]S1、以汽车的扭矩输出为中心目标，对氨气
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天然气双燃料发动机的扭矩进行二次函数模型拟合标定，所述二次函数模型为：f(x)＝ax2+bx,其中a,b均不等于0；
[0008]S2、通过标定氨气
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天然气混合比例与混合气的理化特性得到氨气
‑
天然气双燃料发动机电控单元发出的实际扭矩百分比接近于真实值；
[0009]S3、利用实际扭矩百分比接近于真实值对指示扭矩百分比与油门百分比按照一次函数模型g(x)＝kx，其中k不等于0，在外特性每个转速下拟合标定；
[0010]S4、得到一次函数模型后，在节气门的基本标定策略下，氨气
‑
天然气双燃料发动机转速稳定时，最终得出节气门所在位置；
[0011]S5、根据节气门所在位置，开始控制增压器的响应性标定扭矩输出值f(x)，建立扭矩输出值f(x)与油门x之间的二次函数模型的关系，进行扭矩标定，其中f(x)为外特性的每个转速下的扭矩输出值，x为油门百分比。
[0012]优选地，所述步骤S1中的二次函数模型f(x)＝ax2+bx,其中a的取值范围[
‑
1/4,
‑
1/25],b的取值范围[24,45],当a＝
‑
1/5,b＝40时，按照函数f(x)＝(
‑
1/5)x2+40x,x取值[0,100]拟合标定出扭矩MAP图，并记录数据。
[0013]优选地，所述步骤S2中在控制进入发动机的混合气压力为6bar、温度为20℃、氨气占比30％、天然气占比70％下，根据化学反应式CH4+2O2＝＝CO2+2H2O、4NH3+3O2＝＝6H2O+2N2计算得出混合气空燃比13.8,密度0.73g/L,根据查表天然气燃料低热值与氨气燃料低热值得出混合气的理化特性；
[0014]扭矩控制标定使得氨气
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天然气双燃料发动机电控单元发出的实际扭矩百分比接近于真实值，标定台架扭矩和摩擦扭矩，标定氨气
‑
天然气混合气低热值，标定扭矩系数。
[0015]优选地，所述摩擦扭矩标定方法包括：
[0016]S11、将氨气
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天然气双燃料发动机指示热效率进气压力低于1个大气下的按照某数值系数设定；
[0017]S12、在怠速点600rpm，更改摩擦扭矩表中的扭矩值，使测功机扭矩＝0；
[0018]S13、将怠速按照摩擦扭矩表设置为不同转速，重复步骤S12，得到每个转速下的摩擦扭矩。
[0019]优选地，热效率系数的标定使台架扭矩＝软件中的净扭矩，系数按照转速和进气压力分类,扭矩系数＝转速点扭矩/最大指示扭矩；所述扭矩系数标定方法包括：
[0020]S21、转速点的选取：选取5个点，使其充分代表外特性曲线；
[0021]S22、运行坐标点于满油门，记录净指示扭矩；
[0022]以上步骤做完，氨气
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天然气双燃料发动机电控单元发出的实际扭矩百分比接近于真实值。
[0023]优选地，所述指示扭矩百分比与油门百分比的标定是建立一次函数模型，在g(x)＝kx,k取值范围[1,5/3],按照此模型标定出扭矩百分比MAP图。
[0024]优选地，所述节气门的标定步骤如下：
[0025]S31、在节气门标定单元中，转速按照100rpm为差值分600rpm，700rpm，
…
1900rpm，扭矩百分比分按照上述步骤标定；
[0026]S32、每个转速下记录步骤S31中的节气门所在的位置，重复步骤S31。
[0027]优选地，所述增压器的响应性得到扭矩输出，按照二次函数模型标定拟合，转速按照100rpm为差值分600rpm，700rpm，
…
1900rpm，节气门所在位置按照上述步骤标定。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029]通过建立扭矩输出与油门百分比之间二次函数模型的方式，建立扭矩百分比与油门百分比之间一次函数模型的关系，对氨气
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天然气燃料按照一定比例进行混合，并且可以通过标定当量比燃烧方式控制空燃比为13.8，理想比例是氨气和天然气体积比3：7，使得氨气
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天然气混合燃料的发动机扭矩保持稳定，不降低纯天然气发动机的扭矩性能。
附图说明
[0030]图1是本专利技术标定的一种氨气
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天然气双燃料发动机的扭矩标定方法的示意图；
[0031]图2是本专利技术标定的一种氨气
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天然气双燃料发动机的扭矩标定方法得出的扭矩输出MAP图；
[0032]图3是二次函数拟合标定示意图；
[0033]图4是一次函数拟合标定示意图；
[0034]图5是扭矩百分比和油门百本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氨气
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天然气双燃料发动机的扭矩标定方法，其特征在于，具体标定过程包括以下步骤：S1、以汽车的扭矩输出为中心目标，对氨气
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天然气双燃料发动机的扭矩进行二次函数模型拟合标定，所述二次函数模型为：f(x)＝ax2+bx,其中a,b均不等于0；S2、通过标定氨气
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天然气混合比例与混合气的理化特性得到氨气
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天然气双燃料发动机电控单元发出的实际扭矩百分比接近于真实值；S3、利用实际扭矩百分比接近于真实值对指示扭矩百分比与油门百分比按照一次函数模型g(x)＝kx，其中k不等于0，在外特性每个转速下拟合标定；S4、得到一次函数模型后，在节气门的基本标定策略下，氨气
‑
天然气双燃料发动机转速稳定时，最终得出节气门所在位置；S5、根据节气门所在位置，开始控制增压器的响应性标定扭矩输出值f(x)，建立扭矩输出值f(x)与油门x之间的二次函数模型的关系，进行扭矩标定，其中f(x)为外特性的每个转速下的扭矩输出值，x为油门百分比。2.根据权利要求1所述的一种氨气
‑
天然气双燃料发动机的扭矩标定方法，其特征在于，所述步骤S1中的二次函数模型f(x)＝ax2+bx,其中a的取值范围[
‑
1/4,
‑
1/25],b的取值范围[24,45],当a＝
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1/5,b＝40时，按照函数f(x)＝(
‑
1/5)x2+40x,x取值[0,100]拟合标定出扭矩MAP图，并记录数据。3.根据权利要求1所述的一种氨气
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天然气双燃料发动机的扭矩标定方法，其特征在于，所述步骤S2中在控制进入发动机的混合气压力为6bar、温度为20℃、氨气占比30％、天然气占比70％下，根据化学反应式CH4+2O2＝＝CO2+2H2O、4NH3+3O2＝＝6H2O+2N2计算得出混合气空燃比13.8,密度0.73g/L,根据查表天然气燃料低热值与氨气燃料低热值得出混合气的理化特性；扭矩控制标定使得氨气
‑
天然气双燃料发动机电控单元发出的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁军，徐大泽，谢珊，
申请(专利权)人：合肥氢聚科技有限公司，
类型：发明
国别省市：