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．     

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。     

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。     

瞬时转速控制汽油机空燃比

瞬时转速控制汽油机空燃比系统。利用汽油机瞬时转速的变化，控制补给空气量，改变空比，使之趋近最佳值，以达到节油之目的。本文介绍了该控制系统的研究，并通过实验证明，该系统实际效果良好。     

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.     

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。     

RBF网络整定的PID控制器在发动机空燃比控制中的应用

传统的PID控制器很难适应复杂的非线性机械系统的控制,本文提出一种新型的用RBF网络整定的PID控制器来处理这类问题,并在发动机空燃比控制效果上与传统PID控制器进行了比较。仿真结果表明:该新型控制器控制效果比传统PID控制器好,在其他非线性复杂机械系统控制上也有一定的应用价值。     

天然气发动机改装技术研究

天然气作为重要的能源和优质的发动机代用燃料,受到人们越来越多的关注。天然气发动机改装技术正在飞速发展。简要介绍目前国内外天然气发动机改装技术的研究、开发、应用现状及着重解决的一些问题,提出天然气内燃机的研究方向。     

生产系统计算机模拟与优化分析

随着市场竞争日趋激烈，企业对投资巨大的生产系统生产的产品的质量、成本和时间提出了更高的要求。为降低企业决策风险，要求对生产系统的结构作出预期规划，应用计算机模拟技术则是解决这一问题的有效途径。文中以新一代多功能计算机模拟分析语言ＳＩＭＡＮ为模拟软件支撑环境，研究非流水、多工序、多设备组生产系统的设备利用优化问题。     

浅谈我国天然气发动机的现状和发展趋势

近几年来,以柴油机为原型机的单燃料CNG发动机逐渐成为城市公交车辆主流机型(见表1).相关行业标准也应运而出,即QC/T 691-2002《车用天然气单燃料发动机技术条件》.     

天然气发动机氧传感器故障模拟试验

在自行搭建的发动机试验台架上,以台架试验与排放分析法为基础,以NI采集卡、前端信号处理电路、信号丢失控制电路与信号异常控制电路等为硬件,以LabVIEW软件为技术支持设计了天然气发动机氧传感器故障模拟系统,分析了天然气发动机氧传感器故障对发动机动力性、经济性以及各项排放指标的影响.试验结果表明:当转速为2 500 r·min-1,节气门开度为25％,模拟信号电压低于0.5V时,过量空气系数变小,混合气变浓,转矩与正常值相比变化不大,CO排放上升,HC排放略有升高,但变化不大,NOx排放下降;当模拟信号电压高于0.5V时,过量空气系数变大,混合气变稀,转矩下降较大,CO排放下降,并低于正常值,HC排放上升,NOx排放基本为0.     

内燃机燃烧过程数学模拟的研究现状及其发展

比较详细介绍了零维模型、准维模型、多维模型的特点及概况。分析了内燃机燃烧过程数学模拟的研究现状及其发展,进而阐述了数学模型的不足及发展方向。     

发动机泄漏辅助制动数值模拟

为了研究发动机泄漏辅助制动系统的工作过程, 应用计算流体力学软件Fluent建立了发动机泄漏辅助制动系统的数值模拟计算模型, 利用压力曲线对模型进行了验证, 计算了发动机泄漏制动时的缸内压力和流场分布情况。发现: 发动机泄漏辅助制动系统工作时, 排气门预开间隙大, 则缸内所能达到的压力峰值小, 得到的制动功率小。在压缩过程开始阶段与膨胀过程中, 出现了气体由排气道倒流入气缸中的现象, 且转速低, 排气门开度大时, 倒流现象出现得早。分析结果表明: 适当选择排气门预开间隙, 可以提高发动机泄漏辅助制动系统的制动功率。     

电厂天然气锅炉富氧燃烧数值模拟

对传统燃烧方式下和应用富氧燃烧技术（O2/CO2燃烧技术）时电厂天然气锅炉内的燃烧特性进行数值模拟研究.结果表明随着氧气浓度的增大,整个炉膛的高温区分布趋于集中,烟气温度增加,火焰分布更为集中,充满度也越来越差.当氧气浓度为25%时,炉膛内的温度分布和烟气辐射特性与传统燃烧方式下最接近.当氧气浓度由21%上升到40%时,炉膛内烟气温度得到较大幅度的提高,燃烧器所在截面温度上升300 K以上,火焰充满度变差.     

汽车发动机信号仿真及测试系统设计

发动机信号仿真系统,在汽车电子控制系统研发及其相关教学领域中有着巨大需求。通过分析发动机传感器信号特点,设计基于32位处理器STM32的下位机典型信号发生系统,实现可智能化配置、参数存储的通用发动机信号仿真及测试系统,并完成上位机的通讯、配置、测试软件。实验结果表明：仿真系统可以提供大部分常见发动机的相关信号,为汽车ECU的开发及汽车电子控制技术教学提供方便。     

基于dSPACE平台的柴油机测控系统硬件在环仿真

为了降低柴油机测控系统的开发时间和费用, 采用dSPACE硬件在环仿真平台, 对柴油机测控系统进行了开发。采用BP神经网络改进了柴油机准稳态模型, 使用Matlab/Simulink软件建立了TBD620V12型增压柴油机的改进准稳态模型, 并检验了新增的爆发压力模型和滑油压力模型的精度。在dSPACE处理器中运行该仿真模型, 并通过输入输出接口板及接口电路将测控系统与dSPACE平台连接, 实现了测控系统与柴油机模型的闭环仿真。仿真结果与试验数据对比表明: 相对误差小于3%, 从而可用硬件在环仿真代替实机试验, 缩短了测控系统的开发周期, 并降低了开发成本。     

Distribution system optimization planning based on plant growth simulation algorithm

An approach for the integrated optimization of the construction/expansion capacity of high-voltage/medium-voltage (HV/MV) substations and the configuration of MV radial distribution network was presented using plant growth simulation algorithm (PGSA). In the optimization process, fixed costs correspondent to the investment in lines and substations and the variable costs associated to the operation of the system were considered under the constraints of branch capacity, substation capacity and bus voltage. The optimization variables considerably reduce the dimension of variables and speed up the process of optimizing. The effectiveness of the proposed approach was tested by a distribution system planning.     

冷却水温度对汽油机起动性能影响的试验研究

以不同发动机水温测试汽油发动机起动时的转速、喷油时间、当量比及HC的排放量,并对测试所得的数据进行处理分析,得出汽油发动机起动时冷却水温度和发动机性能及HC排放之间的关系．试验结果表明,在冷起动时HC的排放量大大高于热起动时HC的排放量,且在发动机水温低于70℃时,提高发动机冷却水温度能大幅减少HC的排放;在发动机水温度超过70℃时,提高发动机冷却水温度对减少HC的排放作用不大;提高发动机冷却水温度还有利于改善发动机的燃烧,从而提高其动力性和燃油经济性．     

多层结构船舶机舱火灾烟气充填数值计算

应用大涡模拟技术, 建立了多层结构船舶机舱火灾的过滤平衡方程组与Smagorinsky亚格子模型。采用二阶有限差分法对空间变量进行离散, 采用显式二阶预估校中法对流动变量进行离散, 采用显式二阶Runge-Kutta法对时间变量进行离散, 分别求解了速度场、温度场、烟气浓度与烟气层高度, 比较了多层结构与单层结构船舶机舱火灾烟气充填变化规律。分析结果表明: 多层结构烟气蔓延速度与面积大于单层结构烟气蔓延速度与面积; 在单层结构中, 烟气在200s时快速充满整个舱室, 在多层结构中, 烟气在1 500s时充满整个舱室; 在2种结构下, 冷空气层与热烟气层温度随时间的增长先升高后降低, 在机舱上部的最高温度分别为170℃与250℃; 在机舱底部, 多层结构与单层结构的最高温度分别为175℃与100℃。     

基于仿真的公路路网服务水平评价方法

现行的公路服务水平评价,分别针对基本路段、交叉口、交织段进行评价,而路网的服务水平评价缺乏一致的标准和实用的方法.本文着眼于系统,对组成路网的各要素(基本路段、交叉口、交织段、匝道等)均采用速度和饱和度(v/c)作为评价指标,基于交通仿真提出了公路路网服务水平评价的方法,并结合交通仿真软件TSIS给出了服务水平评价的实例,算例显示采用统一的评价方法对路网服务水平进行定量评价是可行的,该方法原理简单,实用性强.