电控柴油/天然气双燃料发动机油气切换过程的研究

本文依靠软件算法实现了电控柴油／天然气双燃料发动机的柴油量和天然气量的协调控制，并通过调整燃气供给系统参数及优化控制策略，消除了燃料切换过程中出现的较大幅度的转速波动，最终实现了转速基本无波动的油气切换过程。     

CNG/柴油发动机油气切换系统的优化控制

CNG/柴油双燃料的出现解决了由于经济高速发展带来的汽车保有量迅速增加对燃料的需求,以及所造成的环境问题,它是石油的理想替代品。文章首先研究了CNG/柴油双燃料汽车发动机供给系统的组成和控制原理,并对目前所使用的双燃料发动机的油气切换系统进行了可行的优化控制。     

双离合器协同的功率分流式混合动力汽车动态协调优化控制研究EI北大核心CSCD

针对集成多离合器的功率分流式混合动力汽车,研究了包含两个离合器状态协同切换的纯电动模式到混合动力模式的瞬态切换行为及动态协调优化控制策略。基于杠杆法和矩阵法建立系统不同切换阶段的动力学模型,根据发动机起停控制及模式切换需求对双离合器工作序列进行可行性分析并制定模式切换逻辑,在此基础上,针对双离合器协同滑摩导致的切换品质下降,以整车纵向冲击度、离合器滑摩功及模式切换时间为加权优化目标,基于模拟退火算法优化不同离合器接合和分离过程的滑摩行为,为解决固定发动机转速调节策略难以适应不同加速工况需求的难题,构建了混合动力模式下的发动机转速自适应调节策略,实现基于不同工况需求转矩的电机MG1转矩自适应调节。仿真测试和硬件在环测试结果表明,所设计的动态协调优化控制不仅能够有效地减小双离合器协同时的功率分流式HEV瞬态模式切换冲击度,而且具有优异的工况适应性,能够保证不同加速工况下的瞬态模式切换品质。     

CVVL发动机动态工况优化控制

为解决CVVL发动机在搭载车辆后出现的加速抖动甚至熄火和减速转速上冲问题,对发动机的动态工况控制和优化方法进行了研究。发动机测试结果表明,造成上述问题的根本原因是CVVL、节气门和可变气门正时(variable valve timing,VVT)三者不同的动态控制特性,发动机进气动态特性是各个进气控制机构控制效果的动态叠加。加油门时,CVVL动态响应速度快,而VVT切换动作延迟,进气量突然上冲,然后下降,产生进气波动,从而造成发动机转速抖动。减油门时,当CVVL动作比VVT动作慢,在VVT切换时,进气量首先上升,然后随CVVL升程下降而下降,造成发动机转速抖动,但减油门时问题一般没有加油门时明显。通过引入CVVL和VVT响应速度滤波时间,并采用CVVL,VVT和节气门开度协同控制,优化CVVL和VVT在加油门和减油门时控制效果,上述问题得到了有效解决,实现了发动机动态工况平顺、快速的切换。     

并联混合动力汽车从纯电动驱动到发动机驱动的协调切换控制

从纯电动切换到发动机驱动,是并联混合动力汽车的状态切换模式之一.在切换过程中,为保持整车动力性能的平稳性和舒适性,必须对电机和发动机进行协调控制.以状态切换过程中总转矩不发生大的波动为控制目标,提出“发动机调速+发动机/电机转矩优化分配”协调切换控制策略.建立并联混合动力汽车传动系统整车动力学模型,应用极大值原理,将二次型最优控制算法运用到控制策略中,并建立以车辆行驶平顺性为目标的泛函,设计了状态切换控制器.仿真结果表明,在动力切换过程中,该切换控制算法能有效控制混合动力系统在状态切换过程中的转矩波动,保证动力传递的平稳性.     

降低柴油/LPG双燃料发动机碳烟排放的试验研究

针对城市公交柴油客车一直难以解决的碳烟排放问题进行了大量的试验研究,开发出一种柴油／LPG 双燃料发动机用的燃料供给和控制系统。经柴油机改装和装备该系统的柴油／LPG双燃料发动机在运行过程中能 够在柴油运行模式和柴油／LPG双燃料运行模式之间平稳切换,在双燃料运行模式下能够保证发动机的动力性和 经济性,碳烟排放大幅度降低,最大可降低至柴油工况的80％。     

甲醇-柴油双燃料发动机喷醇MAP优化

在优化双燃料发动机喷醇MAP中应用了一种新方法,根据4B26甲醇-柴油双燃料发动机台架试验数据,用Matlab编写BP人工神经网络(BP-ANN)程序模拟发动机输入输出对应关系,利用遗传算法(GA)程序对神经网络模型中的喷醇MAP寻优。仿真结果显示,人工神经网络能简单快速地模拟发动机的实际运行情况。人工神经网络、遗传算法联合运行,能找到不同转速不同负荷下的最佳喷醇量。稳态工况试验表明,在保证双燃料发动机循环变动不致过大的情况下,应用该方法得到喷醇MAP的发动机醇耗比原机提高24.3%,炭烟排放降低7.5%,同时消除了循环变动。     

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.     

某大功率柴油机顺序增压系统切换过程试验研究

为提高某大功率柴油机顺序增压系统切换过程的平稳性,对柴油机不同负荷工况下切换对增压压力的影响规律,进气阀延迟时间与动作速度对系统喘振、空气倒流的影响规律进行了台架试验研究。试验结果表明:切换点选择在柴油机的较大负荷工况,可以避免切换过程中柴油机功率的大幅度下降;从1TC到2TC的切换过程中,进气阀延迟并缓慢打开,从2TC到1TC的切换过程中,进气阀延迟并快速关闭,可以避免系统的喘振和空气倒流。研究结果为顺序增压系统控制策略的制定提供了依据。     

氢-汽油双燃料发动机切换点控制策略

以某2.0 L发动机为研究对象,通过试验和仿真分析燃用氢-汽油两种燃料各自的优缺点。结合万有特性曲线,确定双燃料发动机的燃料切换点,并基于扭矩连续的控制策略计算得到了切换期内的节气门开度和两种燃料各自发出的扭矩值及燃料流量值。通过控制节气门开度、混合气浓度可实现双燃料切换过程中的扭矩连续变化,表明该控制策略可行。     

生物制气-柴油双燃料发动机性能试验研究

分析对比了柴油机和生物制气—柴油双燃料发动机的万有特性、燃烧特性和比排放特性。结果表明,双燃料发动机可以较大程度地减少柴油消耗,NOx排放量显著降低,但后燃较为严重。双燃料发动机的燃烧始点落后于柴油机,除低转速大负荷外,最高燃烧压力和最大燃烧压力升高率均低于柴油机,最高燃烧压力与最大燃烧压力升高率对应相位均滞后于柴油机。     

喷油正时对电控共轨柴油机燃用LNG-柴油双燃料的影响

为了在电控共轨柴油机上应用LNG,将电控共轨柴油机改装为柴油引燃天然气双燃料发动机,研究了引燃柴油喷油正时对双燃料发动机性能与排放的影响。试验选取最大扭矩转速1 600r/min和标定转速2 500r/min,在不同油门开度工况下研究了双燃料发动机的功率、燃料消耗量、有效燃料消耗率和排放。试验结果表明:随喷油正时的提前,双燃料发动机的输出功率先增大后降低;有效燃料消耗率先降低后增大,并在最大功率正时处达到最低;HC,CO和炭烟排放降低,CO2排放升高;油门开度较小时的NOx排放降低,而油门开度较大时升高。     

掺烧比对电控共轨柴油机燃用 LNG-柴油双燃料燃烧特性的影响

为了在柴油机上使用液化天然气（LNG）,将电控共轨柴油机改装为柴油引燃天然气的双燃料发动机,通过天然气喷嘴将 LNG 喷入进气管。利用双燃料发动机台架试验,对比分析了转速为1200 r／min ,100％负荷下,掺烧比对电控共轨柴油机燃用 LNG‐柴油双燃料燃烧特性的影响。研究结果表明,随着掺烧比的增大,双燃料发动机的缸内压力先升高后降低,压力升高率和瞬时放热率增大,峰值压力循环变动系数增大。     

CNG—柴油双燃料电控发动机试验研究

将高压共轨柴油机改装成CNG—柴油双燃料电控发动机,利用自行开发的快速原型控制系统来控制天然气的燃烧,保证天然气掺烧后发动机的动力性和燃用纯柴油时保持一致。分析了天然气掺烧替代率在不同负荷时对有效热效率和有害排放物(CO,HC,NOx)及烟度的影响。结果表明:天然气掺烧替代率可以达到80%左右;掺烧后的有效热效率在中低负荷时要低于燃用柴油,高负荷时和燃用柴油一致;掺烧后的烟度明显降低,HC排放明显升高。     

纯柴油、柴油/CNG两种燃烧模式下应用EGR的发动机性能研究

在一台单缸柴油机上加装天然气电控喷射系统，改造成柴油／CNG双燃料发动机。通过示功图、放热率、排放特性和经济性的实验与分析，研究了纯柴油和双燃料两种燃烧模式下应用冷却EGR的效果。研究表明：不管是纯柴油模式还是双燃料模式，使用EGR之后，NOx都有大幅度降低；纯柴油模式使用EGR之后，会带来碳烟排放的恶化，但是对于双燃料模式，当EGR比例在22％以内，负荷小于75％时，不会造成碳烟排放的恶化。随着EGR比例的增大，燃烧放热率曲线由双峰过渡到单峰形状，具有均质压燃(HCCI)燃烧过程的特征。     

天然气/柴油双燃料发动机燃烧排放规律

在天然气／柴油双燃料复合燃烧特性和规律的研究基础上，本文通过试验及其分析，具体阐述负荷、转速、替代率、柴油供油特性、引燃油量、进气混合气浓度和供油提前角等因素对双燃料燃烧ＣＯ、ＨＣ和ＮＯｘ排放的影响规律。特别指出天然气／柴油双燃料发动机燃烧排放的主要特征、存在的主要问题和解决的途径。     

CNG/柴油双燃料车用发动机排放特性研究

通过用YZA102Q柴油机改装的CNG／柴油双燃料发动机进行燃用双燃料和纯柴油两种情况下的对比试验。对CNG／柴油双燃料发动机THC、CO、NOx和烟度的排放特性，以及空燃比、引燃油量、喷油提前角对双燃料发动机排放的影响进行了研究和分析。     

增压柴油机燃用LPG/柴油双燃料的性能研究

对IVECO索菲姆增压柴油机改装为LPG/柴油双燃料发动机进行了试验研究。结果表明 ,采用机电联合控制方式 ,双燃料发动机与原柴油机相比 ,动力性基本相同 ,排放烟度有大幅度改善 ,但CO ,HC ,NOx 排放都有不同程度的提高     

柴油引燃预混合天然气实现准均质压燃着火燃烧方式的理论研究

通过重新构建引燃油着火模型和双燃料燃烧模型，对在不同当量比情况下，引燃油雾化、蒸发与着火的特点及对燃烧过程的影响进行了较深入的理论研究，提出了柴油引燃预混合天然气实现准均质压燃着火的引燃油喷油特性。