HCNG发动机掺氢比选择试验研究

在东风EQD210—20天然气发动机上改变ECU中的空燃比和点火提前角等控制参数进行了HCNG燃烧试验。选择不同的掺氢比,进行排放和空燃比特性试验,比较发动机排放和动力性的变化,并采用四工况试验来综合评价发动机燃烧15%,20%,25%和30%4种体积掺氢比HCNG燃料的排放性和动力性。发动机燃烧20%体积掺氢比的HCNG燃料具有较好的综合性能,在保持动力性变化不大的情况下,有着较好的排放性能。     

车用LPG电控发动机排放控制的研究

文中所研究的LPG发动机电控系统综合利用了下列控制策略：基于步进电机步数的LPG燃料精确预控制与空燃比闭环控制；优化发动机起动后及暖机过程的空燃比控制；通过提高怠速及推迟点火的催化器快速起燃控制；通过氧传感器的加热以快速实现发动机起动后的空燃比闭环控制。并对1．8L汽油发动机进行了匹配试验，在兼顾发动机动力性及经济性的前提下有害气体排放达到欧Ⅱ法规的50％。     

斯太尔重型CNG发动机电控单元的开发

介绍了斯太尔重型CNG发动机电控单元的硬件设计、控制策略以及软件开发。给出该电控单元在发动机上的标定结果和发动机性能参数。试验结果表明,该电控单元可以实现发动机顺序点火、单点连续喷射燃料供给等控制功能,达到了开发目标。     

基于μC/OS-Ⅱ的发动机电控程序应用研究

发动机电控系统具有较多的传感器和执行器、运行工况变化频繁,因此,发动机电控程序具有实时多任务的特点。研究将μC/OS-Ⅱ实时内核应用于捷达轿车发动机两用燃料电控系统软件设计,利用它的任务调度机制、同步机制及中断管理,实现了发动机实时多任务的管理和控制。发动机可使用汽油或LPG为燃料,且在两种燃料之间切换平顺,燃用LPG燃料时车辆性能达到了与原汽油机接近的状态。     

基于焦炉气的HCNG发动机稀燃特性研究

在能源稀缺和环境保护双重制约的今天,研究开发新型车用石油替代燃料尤为重要和紧迫。将焦炉煤气作为发动机燃料,不仅可以大幅度提高焦炉煤气的附加值,缓解能源压力,还可降低排放,具有重要的经济效益和环境效益。本文以焦炉煤气作为HCNG燃料的工业来源,在经过甲烷化与适当的提纯后,将其视为体积掺氢比为55%的HCNG燃料在6缸增压火花点火发动机试验台架上进行了稀燃特性研究,并与天然气发动机和30%低掺氢比HCNG燃料稀燃特性进行了对比。从而获得掺氢比55%的HCNG发动机的稀燃极限和动力性、经济性规律。     

单ECU两用燃料发动机试验研究

为提高车用压缩天然气(CNG)发动机的性能,设计了采用单电控单元(ECU)控制的CNG/汽油两用燃料发动机燃气供给系统,研究了空燃比控制、密度补偿及燃料切换的控制策略,并进行了发动机台架及整车试验。结果表明,采用单ECU的CNG/汽油两用燃料发动机,其性能指标均优于采用主从式双ECU控制的两用燃料发动机。     

稀燃增压CNG发动机起动及怠速控制试验研究

根据稀燃增压点燃电控调压式CNG发动机的特点,设计了起动及怠速控制策略,对目标怠速、节气门开度、废气旁通阀开度、燃气供给压差、点火提前角、点火能量、空燃比等参数进行控制。在6缸直列单一CNG发动机上进行了起动及怠速调速试验。试验结果表明:通过优化起动燃气供给量、初始节气门开度、起动点火提前角等参数,可以实现CNG发动机快速、可靠起动;通过标定怠速节气门调速和点火提前角调速控制参数,实现了怠速工况稳定运行。     

乙醇电控喷射在线匹配系统的开发与应用

介绍了一种自行开发的电控燃料喷射在线参数测试和匹配标定的开发系统。该系统利用原电控喷射汽油发动机的ECU和传感器系统，通过在线测试和控制系统与原机ECU及传感器信号的数据截取和新增控制电路的控制信号再输出，实现了电控发动机在线匹配所需的高速、实时数据采集，数据存储，动态数据监测和显示，在线参数优化和匹配标定。在成功将125mL电控喷射汽油发动机改为乙醇燃料电控喷射发动机的匹配研究中验证了所开发系统的实用性和方便性。     

稀燃天然气发动机基本控制参数标定方法的研究

分析了稀燃天然气发动机基本控制参数(点火提前角、喷气提前角和过量空气系数)对燃料经济性和排放的影响。结果表明,增大过量空气系数有助于改善发动机燃料经济性和NOx排放,但受到发动机稀燃极限的限制;点火提前角是平衡NOx排放和燃料经济性之间矛盾非常有效的方法;而喷气正时对各污染物的排放和燃料经济性的影响则较小。针对这种多控制参数系统的天然气发动机,提出了一种标定策略:首先以提高稀燃极限为目的标定喷气正时,然后在一定失火余量的前提下标定过量空气系数,最后以排放限值为约束条件标定点火提前角。     

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。     

天然气发动机电控单元原型的研制

为将NQ120柴油机改装成天然气单燃料发动机,对其喷射及点火系统进行深入研究。设计了具有点火及喷射功能的电控系统原型,包括系统硬件和软件;基于Labview的串行通信模块开发了一款在线标定监控软件。台架试验结果显示,该电控系统原型可精确控制点火时刻和燃料喷射量,完善后具有很好的应用价值。     

479Q汽油机电控参数标定研究

利用AVL PUMA OPEN汽车动力测试台架对479Q发动机进行稳态电控参数的标定。为了寻求ECU与发动机的最佳配合,利用神经网络建立电控参数预测模型,通过对神经网络模型进行训练预测出稳态工况下发动机连续的ECU控制参数,并进行检验。研究结果表明,该预测模型具有较强的泛化能力,能够准确地预测出发动机电控参数。     

HCNG发动机排放特性分析

对EQD210N—20天然气发动机燃烧HCNG(氢气—天然气混合燃料)时的排放特性进行了试验和分析。试验结果表明,CO的排放浓度受燃空当量比、点火提前角、进气管绝对压力和燃料成分的影响较大;HC排放浓度有随掺氢比的增大呈降低的趋势,提高进气管绝对压力,点火提前角对HC排放浓度的影响减弱;天然气掺氢气后NOx排放升高。     

天然气发动机控制器驱动软件设计

分析了天然气发动机电控系统结构和功能,开发了天然气发动机ECU的驱动软件。设计了天然气发动机ECU硬件抽象层,其中可配置的输入输出硬件抽象可以实现ECU匹配不同的传感器。可配置的发动机运行时序对机械系统具有通用性;实现了ECU通信程序的复用以及对程序空间的合理分配。设计的天然气发动机控制器在天然气发动机台架上进行了试验验证,试验结果表明ECU驱动软件稳定可靠,可以实现稳定的控制功能,发动机在中高速大负荷工况经济性好,适合重型车的需求。     

直喷汽油机电控喷油系统的开发研究

开发了汽油直喷发动机电控喷油系统,选取飞思卡尔MC9S12DP512MPVE单片机作为发动机ECU的主控芯片,设计了喷油驱动电路模块,制订了不同工况下喷油控制策略.发动机试验证明,该电控喷油系统能提供不同工况所需喷射压力,符合设计的喷油控制策略,能够可靠保证发动机的喷油性能要求.     

Development of hydrogen-compressed natural gas blend engine for heavy duty vehicles

Natural gas fuel, as an alternative energy source of transportation, has been used widely since it has an advantage of low emission levels. However, new technologies are required in order to meet the reinforced emission regulations. For this purpose, research into the development of hydrogen-compressed natural gas (HCNG) blend engine was carried out to evaluate its feasibility and emission characteristics. The Engine Research Department at the Korea Institute of Machinery and Materials carried out a large number of tests based on various parameter changes that could affect the performance and emission of HCNG engine in different operating conditions. An earlier stage of the research project focused on the lean combustion of a HCNG engine for heavy duty vehicles to meet the EURO-VI standards. An 11-L/6-cylinder CNG engine was used for the test. The effects of the excess air ratio change were assessed based on various content ratios of hydrogen in the natural gas fuel. In the later part of the HCNG research, a stoichiometric mixture operation was suggested to meet reinforced emission regulation without requiring a De-NOx system. Additionally, an exhaust gas recirculation (EGR) system was introduced for the purpose of improving thermal efficiency and durability. The optimal operating conditions were selected to achieve the best thermal efficiency to meet the required emission levels. In this paper, we demonstrate that a HCNG engine can achieve a significant decrease in NOx emissions, as compared to that of a CNG engine, while meeting the requirements of the EURO-VI standards during a transient mode cycle test. EGR can suppress the weakness of stoichiometric mixture combustion strategy, such as the deterioration of the durability and thermal efficiency, while the emission level can be lowered with the use of a three-way catalyst. The possibility of further reduction of emissions and CO2 with EGR was evaluated to access practical application of a HCNG engine in the field. From that evaluation, the HCNG engine with stoichiometric mixture operation for heavy duty vehicles was developed. The emission levels of HCNG engine were 50 % lower when compared to the EURO-VI standards with a greater than 10 % decrease in CO₂ compared to that of a natural gas engine.     

汽油机进气系统传感器故障诊断和应急管理策略研究

利用Q480电控汽油机的相关参数和试验数据,建立了进气管空气动态模型;结合信号特征比较法和进气管空气动态模型设计出适合于电控汽油机进气系统传感器的故障诊断策略和故障应急管理策略;最后,将自主研发的带有进气系统传感器故障诊断和故障应急管理策略的控制单元安装到整车上进行试验,试验结果证明了故障诊断策略的正确性和故障应急策略的可行性。     

一种新型汽油机电子控制单元

介绍了一种新型汽油机电子控制单元 (ECU)。该ECU在上海大众Metronic系统基础上通过首次引入现场可编程技术实现了车用发动机的柔性控制系统。试验结果表明 ,该电控系统不仅在机械及电子接口上与原系统完全兼容 ,而且体积更小 ,可靠性和抗干扰能力更强。介绍了上述各功能的控制策略 ,并给出了试验结果。