天然气/汽油两用燃料汽车点火提前角适应性优化设计

为了使天然气/汽油两用燃料汽车燃用不同的燃料时,能自动改变点火提前角,从而保证发动机在不同的转速时都在最佳点火提前角下工作,研究了两用燃料汽车点火提前角的优化调整方法,通过试验得到了发动机燃用天然气和汽油时,最佳点火提前角相差的相关角度,研制了一种利用89C2051单片机定时器/计数器T0、外部中断INT0以及相关硬件电路组成的自适应燃料点火器。这种点火器能根据燃料转化开关的位置,通过单片机控制实现对两用燃料汽车不同点火提前角的精确控制。试验结果表明:安装这种自适应燃料点火器的发动机功率、扭矩增大,能耗下降,这种自适应燃料点火器能够一定程度地提高两用燃料汽车发动机的动力性和燃油经济性。     

车用天然气发动机增压匹配及性能参数优化

运用GEM3D工具离散化的方法建立了某1.5 L自然吸气车用CNG(压缩天然气)发动机GT-Power仿真模型,并用试验数据对模型进行校核,模型最大误差为3.64%.在此基础上进行了CNG发动机增压器匹配分析,用DoE(design of experiment)工具对增压发动机的点火提前角进行了优化,然后优化了不同压缩比和不同过量空气系数下的点火提前角,对压缩比和过量空气系数进行了计算分析.结果表明:仿真模型具有较高精度,方案2为4种涡轮增压器方案中最佳方案,并对该方案进行了台架试验,仿真结果与试验结果误差在4%以内;通过优化点火提前角,扭矩最大提高了9.3%;在各最优点火提前角下,压缩比为12时最优,过量空气系数为1.1时具有最佳经济性.     

单片机控制自适应燃料点火器

两用燃料汽车在燃用不同燃料时，最佳点火提前角相差悬殊，采用自适应燃料点火器。可根据发动机使用燃料的不同而自动改变点火提前角。章介绍了单片机控制自适应燃料点火器的软、硬件结构和工作原理，并给出了试验结果。     

天然气发动机空燃比和点火提前角模拟优化研究

为了提高天然气-汽油两用燃料发动机燃用天然气时的动力性,利用先进的发动机性能仿真软件AVLBOOST对于样机全负荷时中高转速范围内的部分工况点进行空燃比和点火提前角的模拟优化计算;确定了与之对应的最佳空燃比和点火提前角。在不改变发动机结构参数的情况下,通过优化空燃比和点火提前角可以实现在不降低经济性的前提下,提高天然气-汽油两用燃料发动机燃用天然气时的动力性。     

直喷汽油机最佳点火提前角控制算法的研究

通过试验研究了点火提前角对直喷汽油发动机性能的影响，依据发动机实际运行情况通过理论分析与试验相结合，研究了外界因素对直喷汽油发动机最佳点火提前角的影响，给出了各因素对直喷汽油发动机最佳点火提前角相应的修正补偿，结合目前实际运用中对汽油发动机点火提前角的控制提出了一种对直喷汽油发动机最佳点火提前角的控制算法，该控制算法可更简单，更精确，更有效地实现对汽油直喷发动机的最佳点火提前角的控制。     

CNG／汽油两用燃料发动机点火提前角控制试验研究

针对采用电控多点顺序喷射系统的CNG/汽油两用燃料发动机,采用改变原汽油机点火基准信号的方法,实现发动机使用CNG时点火提前角的增大,通过台架试验,定量研究点火提前角对其排放性能和动力性能的影响,确定点火提前角的调整方案,依据此方案设计了基于PIC单片机技术的点火提前控制器,有效提升了两用燃料发动机燃用天然气时的动力性能.     

摩托车发动机点火调试仪的研制(1)

利用检测单缸发动机瞬时转速的波动来确定发动机负荷的方法,研制出一套摩托车发动机数字点火系统——点火调试仪。结合单缸CG125发动机台架试验,标定得到CG125发动机最佳点火提前角与转速、瞬时转速波动的外特性图(MAP),标定结果证明该关系符合最佳点火提前角与转速、负荷的变化规律,能较准确地反映最佳点火提前角与转速、负荷的关系,可以实现对发动机点火提前角转速和负荷的二维控制。     

两用燃料发动机燃气ECU点火系统软件设计

基于PIC单片机开发了电控多点顺序喷射两用燃料点火提前角调节系统。燃气ECU通过对原车曲轴转角信号的捕捉,采用软件中断结合定时器跟踪的方法调节曲轴传感器G信号的时刻位置,配合汽油ECU点火控制。可根据当前工况实时改变点火提前角,从而使发动机在各种工况下均能够达到最佳性能。实现了点火提前的数字化控制。该系统应用在CNG/汽油两用燃料发动机上,通过转鼓工况试验,验证该点火系统改进了发动机的动力性和排放性,并达到了欧Ⅲ排放标准。     

氢燃料发动机电控单元开发与怠速控制策略的研究

将一款汽油机改造成氧燃料发动机,主要是改装了燃料供给系统,加装了电子节气门等部件,并设计了氢燃料发动机电控单元的硬件和软件.对怠速工况下回火现象的生成机理进行理论分析,研究了氢燃料发动机怠速控制策略.用增量式PID控制算法进行怠速稳定性研究,确定其比例系数、积分系数以及控制周期,得到最佳的PID控制参数,实现怠速的稳定控制.通过大量的怠速试验,优化了各种控制参数,包括电子节气门开度、点火提前角、点火闭合角、氢气喷气正时等,达到优化控制的目标.     

基于气缸压力的天然气掺氢发动机最佳点火提前角的研究

由净压力2次导数最大值所在曲轴转角是否在上止点可以判断发动机是否处于最佳点火提前角下工作,通过与由发动机输出扭矩确定的最佳点火提前角相比较,证明净压力2次导数最大值方法可以精确地确定天然气掺氢发动机的最佳点火提前角。在其他条件不变的前提下,随着掺氢比的增加,应该推迟最佳点火提前角。     

基于AVL BOOST的氢燃料内燃机稀燃过程研究

应用AVL BOOST软件建立了氢燃料内燃机在稀燃状况下的计算模型,并在不同燃空当量比和点火时刻下,对氢内燃机燃烧过程进行了数值模拟,模拟结果和试验结果吻合较好。在此基础上,进行了点火提前角和燃空当量比对氢内燃机燃烧过程的影响研究,为合理组织氢内燃机的燃烧过程研究提供了依据。     

氢燃料发动机及其起动过程研究

分析了不同氢燃料发动机供气系统的特点,在汽油机的基础上设计了氢燃料电控进气系统的硬件和控制策略。采用试验研究的方法,分析了喷氢量、喷气定时、点火提前角等参数对发动机起动过程的影响。研究结果表明,采用控制喷气脉宽和电子节气门的方法,可以有效实现发动机起动。起动工况较佳的喷气脉宽为7 000μs,点火提前角为10°CA,喷气定时为上止点后70°CA。     

氢发动机电控喷氢控制策略的研究

在分析喷氢正时和喷氢量对氢发动机工作性能影响的基础上,提出了根据发动机运行工况实时调节和修正喷氢参数的优化控制策略,并基于Pareto秩与决策偏好相结合的全自动标定算法,进行了喷氢提前角和喷氢脉宽电控系统的设计。结果表明,随工况变化动态寻优的优化算法,能实现氢发动机动力性、经济性与排放性等综合性能达到优化的目标。     

稀薄燃烧发动机改型设计及正时策略优化

基于某高速汽油机,对燃烧室结构、燃油喷射特性、凸轮型线改型设计为稀薄燃烧发动机。提出利用响应面模型对正时策略进行分析和优化的研究方法,并建立利用响应面进行多目标优化计算的流程。以提高有效功率和降低有效燃油消耗率为优化目标,以点火正时、空燃比和进排气正时为设计变量,建立了发动机性能与响应面耦合优化模型。分析与试验结果表明:较标准混合比燃烧时,稀薄燃烧发动机的进排气提前角减小,点火正时提前,最低燃油消耗率下降3.9%,最大功率提升9.7%;同时利用响应面优化方法提高了优化效率。     

点火时刻对甲醇发动机燃烧及非法规排放的影响

针对甲醇发动机低温冷起动困难,在1台由1130单缸柴油机改造而成的直喷火花点火甲醇发动机上,利用CFD模拟软件AVL-Fire耦合甲醇氧化反应机理,通过电热塞将进气温度加热到283K,研究了点火时刻对甲醇发动机低温(266K)冷起动燃烧及非法规排放的影响。结果表明:提前点火时刻能够使缸内混合气得到较充分燃烧,减少未燃甲醇排放,当点火时刻由8°BTDC提前到11°BTDC时未燃甲醇排放显著减少;提前点火时刻能够降低甲醛排放,当点火时刻提前到17°BTDC、缸内最高燃烧温度超过1 300K时,甲醛快速氧化,甲醛排放显著减少。     

预燃室催化燃烧对HCCI发动机燃烧特性的影响

对预燃室壁涂有催化剂的均质压燃(HCCI)发动机的燃烧过程进行了数值计算,分析了催化燃烧对HCCI发动机燃烧特性的影响;同时分析了预燃室内催化剂种类、过量空气系数、进气温度、进气速度、缸径以及预燃室壁温对HCCI发动机燃烧特性的影响。结果表明,预燃室存在催化燃烧时对HCCI发动机的着火时刻有很大的影响:随着过量空气系数及预燃室进气速度的增加,HCCI发动机的着火时刻提前;催化剂种类、预燃室缸径以及预燃室壁温对HCCI发动机着火时刻影响不显著,但对缸内燃烧温度影响显著。     

无分电器点火实时控制系统

介绍了一种分电器点火实时控制系统的工作原理，设计特点及硬件，软件设计，以沈阳产ＳＹ４９２汽油机为对象，在发动机架上进行的对比试验表明，应用此分无电器电火实时控制系统，能够准确无误地实现点火正时，使节油率达３％～９％。     

基于非线性模型的发动机非稳态工况控制

针对发动机非稳态工况,建立了非线性模型.设计了滑模控制器和PID控制器分别对节气门开度和点火时刻进行自适应调节.对发动机怠速工况进行仿真的结果表明,发动机转速波动幅值低于6 r/min,表明所建的非线性模型适合于发动机非稳态工况控制.     

HCCI combustion characteristics during operation on DME and methane fuels

The Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) engine has attracted much interest because it can simultaneously achieve high efficiency and low emissions. However, the ignition timing is difficult to control because this engine has no physical ignition mechanism. In addition, combustion proceeds very rapidly because the premixed mixture ignites simultaneously at multiple locations in the cylinder, making it difficult to increase the operating load. In this study, an HCCI engine was operated using blended test fuels comprised of dimethyl ether (DME) and methane, each of which have different ignition characteristics. The effects of mixing ratios and absolute quantities of the two types of fuel on the ignition timing and rapidity of combustion were investigated. Cool flame reaction behavior, which significantly influences the ignition, was also analyzed in detail on the basis of in-cylinder spectroscopic measurements. The experimental results revealed that within the range of the experimental conditions used in this study, the quantity of DME supplied substantially influenced the ignition timing, whereas there was little observed effect from the quantity of methane supplied. Spectroscopic measurements of the behavior of a substance corresponding to HCHO also indicated that the quantity of DME supplied significantly influenced the cool flame behavior. However, the rapidity of combustion could not be controlled even by varying the mixing ratios of DME and methane. It was made clear that changes in the ignition timing substantially influence the rapidity of combustion.     

汽油／LPG双燃料轿车双点火提前角自动切换装置

汽油车改装成汽油／LPG双燃料车后，由于汽油和LPG的物化性质和燃烧特性有较大的差别，因而使用同一个点火提前角是不合理的。本文以桑 塔纳LX型轿车发动机为对象，通过台 试验得出燃用LPG时的最佳点火提前角，在原车点火系统的基础上，研制出一套能根据不同的燃料自动切换点火提前角的点火装置，该装置在台架和整车道路试验中都获得较好的结果。