天然气发动机空燃比的计算机模拟优化研究

天然气是现在以及未来汽车发动机的主要替代燃料．而空燃比是影响天然气汽车发动机性能的重要调整参数．本文用计算机仿真分析手段对天然气汽车发动机的空燃比进行了优化，改善了发动机的性能．     

依维柯天然气发动机空燃比相关问题分析

依维柯天然气发动机采用了电脑闭环控制、多点顺序喷射、无分电器分组直接点火和三元催化器后处理系统.在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上,混合气的空燃比是一项重要指标.混合气的空燃比一旦偏离理论空燃比,三元催化剂对CO、HC和NOx的净化能力将急剧下降.安装在排气管中的氧传感器就是用以检测排气中氧的浓度,并向ECU发出反馈信号,ECU通过此信号,控制喷油器的喷气量和喷气时间,从而将混合气的空燃比控制在理论值附近.氧传感器一旦出现故障,不能对空燃比进行反馈控制,将使发动机燃耗和尾气排放增加,出现怠速不稳等现象.     

基于节气门修正函数CNG发动机瞬态空燃比仿真分析

分析了天然气发动机瞬态工况空燃比偏差较大的原因;提出了利用节气门修正函数,补偿每循环进入气缸的空气质量流量;基于Matlab/Simulink建立了发动机瞬态空燃比控制仿真模型。结果表明:瞬态工况下,节气门修正函数能够快速补偿空气质量流量,使空燃比能够迅速回到理论空燃比,该方法在实际工程中有一定的应用价值。     

天然气电控发动机的开发研究

为满足天然气发动机数量将大幅度增长的需求,在某柴油机基础上通过改进燃烧系统和进气系统,设计高能点火系统、燃料供给系统、电控单元及传感器、执行器,并加装三元催化转换器,采用闭环空燃比控制等措施,研制了CNG（压缩天然气）单燃料电控多点顺序喷射发动机。实验结果表明天然气发动机的动力性能达到了设计指标,排放性能满足国家标准要求,设计方法切实可行。     

A/F闭环控制与燃油修正的应用

针对发动机空燃比开环控制的弊端,分析了空燃比闭环控制内涵与闭环控制方案,给出了空燃比与燃油修正值的关系,研究了燃油修正与发动机控制系统故障的相关性,并结合实例,分析了燃油修正值在油控故障诊断中的应用.     

低浓度乙醇重整燃料发动机空燃比控制系统的设计与试验

利用发动机尾气余热对低浓度乙醇进行催化重整,生成一种富含H2、CO等可燃性气体的发动机替代燃料。由于重整反应过程中,温度、流量、乙醇浓度等因素会对重整产物的组分造成影响,使燃料的理论空燃比发生变化,设计了一种低浓度乙醇重整燃料发动机空燃比控制系统,对发动机的空燃比进行实时调节,并在低浓度乙醇重整燃料发动机上进行试验。试验结果表明,空燃比控制系统基本达到了设计的预期效果,降低了发动机的排气温度,提高了发动机的燃料利用率。     

气体燃料发动机空燃比的H∞控制

为了抑制外部扰动,改善空燃比控制精度,将H∞控制理论应用于气体燃料发动机空燃比控制系统中,通过对发动机空燃比控制系统的数学建模,进行H∞空燃比控制器的设计,然后对所设计出的H∞控制器进行仿真比较与实验测试。仿真与实验结果表明:H∞控制器能有效地提高系统的跟踪性、鲁棒稳定性与抗干扰能力,能改善稳定工况与过渡工况时发动机空燃比的控制精度。     

天然气掺氢发动机性能与排放试验

为了分析天然气掺氢燃料对发动机动力性、经济性和排放性的影响,在一台电控单缸天然气发动机上开展了体积掺氢比分别为15％、20％和25％的天然气掺氢燃料的试验和过量空气系数对发动机性能的影响试验．结果表明,在特定发动机工况下,随着掺氢比的增加,缸内最高压力随之增加;NOx排放量增大,而HC、CO排放量降低;有效燃气消耗率降低．试验结果也表明稀燃可以改善发动机的排放性能．     

电喷车基本原理及使用注意事项

电子燃油喷射系统可以实现发动机空燃比的精确控制,可按气缸内实际工况调整空燃比,使燃料得到充分燃烧;同时由于采用定压喷射,使雾化质量不受发动机转速变化和化油器真空度的影响,燃油雾化质量得到提高.     

氧传感器的结构与工作原理

发动机电控系统采用氧传感器实现闭环控制,能按发动机运行工况精确地控制空燃比,从而提高发动机的排放性能。介绍氧传感器的常见类型及其结构和工作原理。     

基于CRUISE天然气客车动力传动系统优化模拟研究

为了不进行大的发动机设计变动,使改用天然气的客车动力性能得到有效提高,从天然气客车动力传动系统合理匹配这一途径着手,利用先进的整车模拟软件CRUISE,建立了天然气客车整车模型;对天然气发动机与3种传动系统作了匹配分析计算,并进行了动力性能的模拟计算。通过匹配计算,可快速从众多方案中寻求出最佳匹配组合,为天然气客车的设计开发提供指导。     

基于快速控制原型技术的压缩天然气直喷发动机控制

为提高压缩天然气发动机的性能,采用快速控制原型技术实现了压缩天然气发动机的缸内直接喷射.根据实际应用要求,测试了直喷喷嘴的流量特性,设计了压缩天然气直喷发动机燃气供给系统,制定了缸内直接喷射天然气的控制策略.结果表明:采用缸内直接喷射天然气的方式,压缩天然气发动机的输出扭矩可以达到同类汽油发动机的输出水平,当转速为2 500 r/min时,功率损失为0.006%,基本与汽油发动机相同.     

点火提前角对CNG发动机燃氢怠速性能的影响

为了研究点火提前角θi对CNG发动机燃氢怠速性能的影响,在一台天然气发动机上进行了燃氢怠速性能试验.固定转速800 r/min,过量空气系数λ=2,θi从上止点前20℃A到0°CA变化.结果表明:随着θi减小,火焰发展期减小而快速燃烧期增加.当θi＞16°CA,大部分燃料在上止点前燃烧,负功增加,指示热效率低;θi=1...     

CNG发动机工作过程的一维数值模拟

内燃机模拟计算是一种现代化的计算方法,可以减少试验次数及时间,从而节约内燃机开发和研究工作的人力、物力和财力.采用AVL BOO ST软件建立了某CNG发动机的整机模型,宏观上描述整个发动机的热力学过程,通过全负荷下的速度特性试验验证该模型的可靠性.并在此基础上,对影响CNG发动机性能指标的主要参数进行对比分析,提出改进措施.     

步进电机式怠速控制装置的结构原理

怠速控制(ISC)是在保证发动机排放要求且运转稳定的前提下,尽量使发动机保持最低稳定转速,以降低怠速时的燃油消耗量。怠速时喷油量的控制由燃油喷射控制系统根据与空气量相匹配的原则进行增减,以达到目标空燃比。主要介绍步进电机式怠速控制装置的组成,步进电机式怠速控制阀的主要结构及步进电机式怠速控制装置的控制原理。     

电控CNG发动机增压匹配的仿真计算

利用GT-POWER软件对电控CNG（Compressed Natural Gas）发动机建立了仿真计算模型,对某电控CNG发动机与某型增压器的匹配进行了仿真计算.结果表明,该发动机能够与增压器进行较好的匹配,但由于增压器采用了放气阀压力调节装置,致使某些工况下发动机的效率降低.     

应用激光全息术测量柴油机喷雾场粒度分布的实验研究

设计了应用激光全息术测量柴油机喷雾场粒度分布的实验装置,并用该装置成功地测量了单孔喷嘴油雾场粒度分布的空间分布。研究结果对柴油机缸内混合气的形成和燃烧机理的研究具有重要意义。