天然气发动机宽域氧传感器控制系统

研究了基于电控调压器的增压单燃料CNG发动机电控系统,在分析宽域氧传感器的结构和工作原理的基础上,设计了以MPC561为主芯片的宽域氧传感器控制系统,采用CJ125芯片设计了宽域氧驱动电路以及加热电路.设计了基于自适应算法的空燃比闭环控制器,对氧传感器加热温度进行闭环控制和对空燃比进行闭环控制.通过在天然气发动机试验台架上的空燃比闭环试验,验证了所设计的空燃比自适应闭环控制算法可以实现对空燃比的快速、精确瞬态控制,为发动机空燃比智能控制、提高发动机的经济性和改善排放提供了条件.     

基于空气流量预测的发动机空燃比三步非线性控制

为降低排放并保证发动机的动力性,空燃比(Air-fuel ratio,AFR)控制成为人们日益关注的焦点。空燃比的瞬态精确控制可同时兼顾扭矩输出和尾气排放。为达到瞬态空燃比的精确控制,提出了空燃比三步非线性控制方法,包含稳态控制、参考前馈控制和误差反馈控制。当空燃比期望值为恒值时,稳态控制起到主导作用;当车辆扭矩需求发生速变时,空燃比期望值也发生跳变,参考前馈控制此时将及时做出反应;误差反馈控制以废气氧传感器(EGO)测得的空燃比作为反馈量进行修正。考虑喷油器执行机构的延迟,基于模型实时预测未来进气歧管的压力,通过前馈控制进行延迟补偿。利用仿真平台en-DYNA中的四缸发动机模型进行仿真验证,证明算法瞬态工况和参考输入快变时的有效性。     

车用汽油机怠速稳定性控制技术研究

怠速燃油经济性和排放控制是发动机研究的重要内容。根据发动机怠速工作过程的非线性、时变和不确定性．研究了怠速稳定性控制机理，分析了怠速空燃比漂移对稳定性的影响，讨论了发动机平均值模型的建立及其在怠速空燃比控制中的应用，对传统的怠速PID控制、模糊控制等控制策略进行了分析，提出了怠速预测控制的理论框架，分析表明基于模型的预测控制对于发动机怠速稳定性具有更好的控制作用，指出了今后发动机控制技术的发展方向。     

基于氧传感器的空燃比控制模型

基于反馈控制建立了一种计算方便、实用性强的空燃比控制模型,该发动机空燃比反馈控制模型以氧传感器信号为基础,由激活条件、调节振幅、方波、平衡、选择和滤波等6个模块构成。激活条件模块依据发动机运行条件选定空燃比是方波调节还是氧平衡控制调节,调节振幅模块则依据催化剂上游的废气质量流量确定燃油调节的幅度,调节信号经过选择、滤波后输出空燃比反馈修正系数,进而对喷油时间进行修正。论文最后将模块写进发动机电控单元(ECU)中进行初步的台架实验,结果表明发动机稳态时控制效果较好。     

车用氧传感器误差产生机理研究

氧传感器是影响三元催化转化器催化净化效果的一个关键元件.通过运用气体扩散理论时汽车用氧传感器误差的产生机理做了详细的分析,并对氧传感器误差对判断三元催化转化器工作状况的影响作了理论说明,对进一步改善发动机空燃比的控制精度,减少汽车尾气排放具有理论指导作用.     

车用稀土三元催化转化器的研究

利用负载型La0.8Sr0.2CoO3燃烧催化剂的载体效应,对汽车排放废气进行催化转化,以减少对环境的污染。在转鼓试验台上进行汽车整车排放性能试验,对使用该催化剂制成的稀土三元催化转化器的净化效果进行分析研究。结果表明,该催化剂用于催化净化汽车排放废气有明显的效果,且成本低,不造成重金属的二次污染,抗中毒能力强和工作寿命长,具有较为广泛的应用前景。     

氢内燃机起动性能及排放影响的试验研究

与汽油相比,氢气具有更为宽泛的着火界限,这使得氢内燃机起动相对容易;但不同的燃空比控制方式对氢内燃机起动和排放特性的影响规律值得深入研究。为此,以1台4缸2.0L的氢内燃机为研究对象,使用不同的燃空比控制方式对当量燃空比为0.2～0.6的氢气—空气混合气进行起动试验。试验结果表明:增大循环喷氢量的"质调节"方式可以有效地缩短起动时间,但NOx排放量会随之显著增加;增大节气门开度、提高空气进气量能够降低泵气损失并提高容积效率,从而在一定程度上缩短起动时间,此时NOx排放量也会有少量增加。     

高性能紧凑型水泵的三元设计方法

基于泵的三元设计理论与数值试验相结合的方法,采用轴流式水泵的外形结构对某高比转数混流泵进行了设计,提出了高性能紧凑型水泵设计方法。首先,基于雷诺时均方法对该高比转数混流泵的性能进行了数值计算和分析,并将计算结果和试验值进行了比较,最大误差在3%以内,验证了数值计算模型的准确性。其次,采用轴流式水泵的外形结构基于泵的三元设计理论对该泵进行了重新设计,运用全三维考虑流体粘性的雷诺时均方法对设计结果进行计算分析与验证,最终的设计结果表明：新设计紧凑型水泵满足所有设计指标,在设计流量下裸泵效率达到了0.927,并且在较宽的流量范围内具有良好的水力性能。对比原混流泵和新设计紧凑型水泵性能,可以发现：新设计紧凑型水泵裸泵效率比原混流泵提高了3%,并且其轴面最大直径比原混流泵减少了38%,说明新设计的水泵能够有效减小泵的尺寸、重量并具有优异的水力性能。     

煤层气发动机的空燃比控制策略研究

为了改善煤层气发动机的动力性、经济性和排放性,必须提高发动机空燃比的控制精度.针对煤层气的特性,提出了一种基于CMAC神经网络和PID复合控制的空燃比控制方法,并对其算法进行了详细的阐述.将该方法用于煤层气发动机的空燃比控制中,利用CMAC神经网络的自学习功能以及实时性好、鲁棒性强的特点,对空燃比进行实时的在线控制,并通过Simulink仿真分析,取得了比较理想的控制效果.     

空燃比对农用柴油机性能影响的研究及优化

针对HF495T3柴油机标定了1 000r/min全负荷工况和2 000r/min全负荷工况等2个工况点,改变空燃比进行了柴油机相关性能试验,分析了不同空燃比对柴油机标定工况动力性、经济性和排放性的影响特性。根据柴油机的工作特点,基于试验数据,运用模糊数学理论,通过模糊评判,优化出试验用柴油机在1 000r/min全负荷工况和2 000r/min全负荷工况的最佳空燃比分别为20和16。     

现代发动机稀燃技术

１什么是稀燃技术什么叫稀燃？顾名思义就是发动机混合气中的汽油含量低，汽油与空气之比可达１：２５以上。稀燃技术就是发动机在空燃比大于理论空燃比的情况下燃烧，这样，燃料能完全燃烧，也减少了换气损失，同时降低汽油机的有害排放物，从而实现在部分负荷时的节能和降低尾气排放。汽油机以其升功率大、振动小、质量轻、体积小、噪音低等优点成为汽车、摩托车等交通工具的主要动力，但是它也有排放高、油耗高两大缺点。为解决汽油机这两大缺点，世界各国的内燃机工作者和制造商进行了广泛的研究探索，提出了诸多方案，其中，稀薄燃烧由…     

通用二冲程小型汽油机排放控制试验

针对国产通用二冲程小汽油机排放特点及使用要求,以1E45型样机为例进行排放控制试验研究。结果表明,以优化空燃比为主的机内净化降低了46%CO和49%HC;还原型铑Rh催化转化器则承担45%HC氧化转化。最终不但达到美国EPA第2阶段排放要求,而且Rh催化转化器内温升不很高,有利于延长其使用寿命和满足小通用发动机使用要求。     

柴油机燃用不同乳化率柴油与富氧进气试验与模拟

在直喷柴油机上采用氧体积分数为21％、22％、23％和24％进气增氧技术,燃用含水率为0％、10％、20％和30％(体积比)的乳化柴油,进行试验研究及数值模拟.测试工况为被测发动机的最大扭矩点.试验及模拟结果均表明:在燃用相同乳化柴油,随进气氧体积分数的增加,燃烧始点提前,最大压力增加.在相同进气氧体积分数条件下,着火点随乳化柴油含水率的增加而推后.不同的进气氧体积分数及不同含水率的乳化柴油相互搭配可以控制燃烧室内着火时刻和着火速度.燃用30％乳化柴油,氧体积分数从21％增加到24％时NO排放均不超过原机.20％乳化柴油在22％氧体积分数以下效果较好.10％乳化柴油只是在空气助燃时比原机好.碳烟的排放随氧体积分数的增加而降低,亦随乳化率的增加而降低,使用乳化柴油和进气富氧均可使发动机的碳烟排放低于原机碳烟排放.从缸内温度场分布可知,燃料内的含水率对缸内的低温化学反应影响较大,进气内的氧体积分数对高温反应有较大影响.     

柴油机废气再循环技术的应用研究

柴油机具有良好的动力性和经济性,但NOx和颗粒排放高.为此,概述了柴油机废气再循环技术(EGR)的特点、控制方法,分析了存在的问题.为了降低柴油机的NOx排放,研究了不同工况下EGR率对柴油机性能的影响.试验结果表明:柴油机小负荷时,宜采用大EGR率;大负荷时,宜采用小EGR率;随着EGR率提高,空燃比降低,排气温度提高,采用EGR可以有效地降低NOx排放.     

电控汽油机满足未来排放和经济性要求的研究

从满足未来对汽油机的经济性和排放要求出发,提出应用先进的排气处理技术、空燃比控制技术及二冲程汽油机实现电控燃油喷射是达到上述目标的有效途径,为车用汽油机电控技术的应用与开发提供了参考依所。     

基于神经网络的汽油HCCI发动机空燃比控制策略

均质压缩燃烧(HCCI)在控制上存在难点,其中关键是基于循环的空燃比实时控制.HCCI汽油机没有能直接表征发动机每循环进气量的参数,因此,采用动态递归神经网络(Elman网络)预测HCCI发动机每循环的进气量.通过氧传感器闭环和瞬态工况中的油膜补偿,实现对HCCI发动机的稳态及瞬态工况下空燃比的精确控制.试验表明:汽油HCCI发动机神经网络预测模型及空燃比控制策略能满足HCCI发动机实时控制的需求.     

多点电喷气体发动机燃气脉宽控制策略设计

针对某品牌六缸多点电喷发动机,设计了发动机正常工况下的燃气脉宽控制策略。发动机控制器根据采集到的传感器信号,如转速信号、进气压力、进气温度等,分别计算出气缸的容积效率和空气质量流量。根据氧传感器信号的正常与否分别对空燃比进行开环、闭环控制,并根据进气温度、冷却水温和蓄电池电压等信号对空燃比进行修正。根据计算所需喷气量和喷气阀的流量特性确定发动机在正常工况下所需的燃气脉宽。在稳态情况下采用速度密度法求解空气质量流量,对于空气进气量的判断更为准确。通过PI控制调节空燃比的大小,能够快速将空燃比稳定在合适的范围,且调节响应速度快,超调量小。从而实现了对燃气脉宽的精准控制,提升了气体发动机的燃烧效率,降低了有害、有毒物质的排放。     

电喷发动机与汽油添加剂适应性试验分析

乙醇用作汽油添加剂对电喷发动机性能影响很大。结合有关乙醇汽油的研究及应用情况,在JM491Q-ME型发动机上与燃用无铅汽油时进行适应性对比试验,分析了E10#汽油对电喷发动机适应程度,提出发动机适应新燃料的结构改进方案。研究表明:在不改变发动机整体结构条件下燃用乙醇添加剂汽油发动机功率和扭矩输出有所降低,通过有针对性的对发动机做些小的结构调整,如采用增压技术、增加压缩比等使其适应油料变化不仅能够弥补动力性不足,还能提高燃油经济性,降低车辆排放污染。     

稀燃汽油机瞬态空燃比的滑模-神经网络控制

提出了稀燃汽油机空燃比滑模-神经网络控制方案,采用滑模变结构控制对稀燃工况的空燃比进行反馈控制,采用神经网络实现对进气量的精确预测和油膜动态特性的前馈补偿,进而实现对稀燃发动机瞬态空燃比的精确控制。采用自行开发的电控系统,在一台稀燃发动机上进行了瞬态空燃比实验。实验结果表明:节气门急速变化时空燃比超调可以控制在1个空燃比单位以内,调整时间不超过3s;转速越低,节气门变化越剧烈;空燃比超调越大,调整时间越长。     

火花点燃式发动机燃用汽油及天然气性能研究

在一台Ｒｉｃａｒｄｏ Ｅ６可变压缩经火花点燃式单缸试验机上,研究了燃用汽油和天然气时,在不同转速、空燃比、压缩比工况下发动机的动力性、经济性及ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ等排放指标的变化规律。