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.     

基于 GT-Power 的天然气发动机爆震分析与研究

为了改善增压天然气发动机的燃烧状况、提高发动机的性能,对某发电用增压天然气发动机爆震现象进行研究。利用 GT‐Power 软件建立了增压天然气发动机整机仿真模型,通过模拟数据与试验数据的对比验证了模型的准确性,然后在仿真模型中利用自主建立的爆震预测模型对天然气发动机的性能和爆震现象进行了模拟计算,并对得到的数值结果进行分析。结果表明：随着压缩比的增加,发动机发生爆震的可能性增大,爆震开始时刻提前,爆震强度增大,燃气消耗率呈现先减小后增大的趋势,压缩比为13时,燃气消耗率最小;随着点火提前角的增加,发动机发生爆震的可能性增大,爆震开始时刻提前,爆震强度基本不变,燃气消耗率变化趋势是先减小后增大,当点火提前角为－21°时,燃气消耗率最小。     

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。     

天然气发动机稀燃条件下点火提前角的试验分析

点火提前角控制作为发动机控制的两大主要因素之一,对发动机工作的稳定性和做功效率有着直接的影响,优化的点火提前角可以有效提高发动机的动力性和经济性。特别是在稀燃条件下工作的天然气发动机,由于点火困难,燃烧速度慢,对点火系统提出了更高的要求。本文针对采用稀燃技术的天然气发动机进行试验研究,提出了发动机在不同进气压力及不同转速下的点火提前角变化规律,并对点火提前角对发动机扭矩、燃气消耗、排温、排放等指标进行了对比分析。     

基于模糊神经网络的氢燃料汽车发动机双模式控制系统

建立了以模糊神经网络控制器和点火提前角转速自适应控制器串联组成的开闭环相结合的双模式控制系统用以实现对控制变量的分级控制。改进的模糊神经网络模型进行的最佳点火提前角的仿真与试验结果的对比研究表明：该方法求解氢发动机的最优化控制模型具有令人满意的结果。     

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。     

电控可调涡轮增压天然气发动机开发

将一台CA488汽油机改造为电控可调涡轮增压天然气发动机。该发动机采用了电控多点燃气顺序喷射技术、电控高能点火技术、可调喷嘴涡轮增压技术及中冷技术。试验研究表明，采用可调喷嘴涡轮增压技术可提高发动机的进气量，优化增压器在全工况范围内与发动机的匹配，大幅度提高发动机的动力性与经济性：增压后天然气发动机的最大功率与原汽油机相当，低速转矩特性明显改善，同时发动机使用经济性也得到提高。     

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。     

天然气发动机稀薄燃烧极限的试验研究

针对WT615型增压电喷CNG发动机,进行了稀薄燃烧极限的判定及其影响因素的试验研究。由实验结果可以得出,HC排放、HC排放的升高率、发动机转速及转矩可以作为CNG发动机稀薄燃烧极限的判定参数,并得出了判定依据。同时,文中对转速、转矩、点火提前角等因素对CNG发动机稀薄燃烧极限的影响进行了分析。     

点火提前角对发动机性能影响的研究

文章以DAE公司一款废气涡轮增压型发动机为例,介绍了影响点火提前角的因素及其对发动机性能的影响。同时对点火提前角随转速、负荷的变化规律进行详细介绍。点火提前角是发动机电控系统中一个极其重要的匹配参数,每一个工况,都存在一个最佳的点火提前角,它直接影响着发动机的动力性、经济性及排放。     

一种用于柴油机与增压系统匹配的模拟计算方法

为进行柴油机和增压系统的匹配,发展了一种模拟计算方法。该计算方法包括缸内工作过程的简化计算、进排气过程计算、柴油机的功率计算、增压系统计算等计算模块。对柴油机缸内过程的计算,采用定容定压循环代替实际循环。对增压系统的计算,是根据压气机特性图和涡轮特性图进行的。对J6110Z增压柴油机进行了模拟计算,模拟计算的结果与试验结果比较接近。     

两级增压涡轮几何参数对发动机性能的影响研究

基于涡轮通流模型,建立两级增压通流仿真平台,探讨了两级涡轮几何参数的改变对发动机性能的影响规律及原因,采用该平台对某车用两级增压柴油机进行仿真研究,并完成两级涡轮新的匹配设计.匹配结果表明,通过合理设计两级涡轮几何参数,可使该发动机低速扭矩提高7.4％,燃油消耗率降低6.9％.     

垃圾填埋气内燃机的研制与试验

阐述了开发垃圾填埋气内燃机的重要性,分析了垃圾填埋气中CO2成分对垃圾填埋气内燃机有关参数的影响。以2190T天然气发动机为基础,采用提高压缩比、调整点火提前角、预燃室式燃烧室、进气增压等技术措施,初步开发出2190垃圾填埋气内燃机。试验结果表明,采用上述技术措施,可改善和提高垃圾填埋气内燃机的性能指标。     

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。     

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。     

CNG汽车增大点火提前角的性能试验

针对汽车油改气后所表现出的动力下降、加速性能差及气耗大等不足,从改变汽车发动机点火提前角大小的思路着手,对所研制的点火提前角控制器的结构、工作原理及安装调试等进行了较为详细地分析。表明采用增大天然气汽车点火提前角的方法,可以在不改变原车结构的情况下,能有效地提升天然气汽车的动力,是克服天然气汽车改装后动力不足最简单和直接的手段,是保障汽车油改气之效果的必要措施。     

基于负阀重叠EGR策略的HCNG发动机仿真

为降低HCNG发动机NOx排放,采用负阀重叠EGR策略,利用AVL-Fire软件对HCNG发动机不同进气门开启角(θIVO)下的进气过程和燃烧过程进行了三维仿真计算,对比分析了采用负阀重叠前后发动机缸内EGR分布和燃烧过程。仿真结果表明:负阀重叠EGR策略下,排气门关闭角(θEVC)固定为340°曲轴转角不变,当θIVO为380°曲轴转角时,既可避免发生回火又能保证一定的进气量及充气效率;采用负阀重叠后,在压缩冲程后期,缸内EGR率呈梯度分布(靠近火花塞位置EGR率较低),更有利于着火及火焰传播;采用负阀重叠可降低缸内最高燃烧压力及最高温度,但会减少进入气缸的新鲜工质,降低发动机功率;通过负阀重叠实现内部EGR可降低NOx排放,但会导致着火困难,燃烧速度变慢;提高点火能量可缩短着火落后期和燃烧持续期,加快燃烧速度。