空燃比控制对分层稀燃发动机性能的影响

在一侧进气道设置有涡流控制阀(SCV)的四气门单缸实验发动机上,利用自行开发的电控稀燃系统,对该分层稀燃发动机空燃比对排放和油耗的影响进行了研究。实验结果表明,混合气空燃比的精确控制对分层稀燃发动机的燃烧有重要意义;增加火焰的传播速度,抑制高空燃比下HC的生成,是提高燃油经济性和改善排放性能的关键因素。     

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.     

稀薄燃烧空燃比控制技术

为解决能源和环境两大难题,使发动机工作在稀薄燃烧区,而稀薄燃烧技术的关键是发动机空燃比的控制;采用先进的计算机控制技术使发动机在最佳稀薄空燃比下工作,有效改善发动机动力性、燃油经济性、降低尾气污染。     

点燃式发动机稀燃速燃的理论探讨和试验研究

对点燃式发动机稀燃速燃进行了深入的理论探讨,指出了点燃式发动机实现知燃速燃的主要途径。在此基础上,开发出点燃式发动机快速燃烧系统,进行了快速压缩膨胀机模拟试验及实机运行试验。结果表明：新型燃烧系统对改善点燃式沼气发动机的可靠性与经济性具有显著效果。     

火花点火天然气掺氢发动机稀燃极限的影响因素

通过试验分析了在天然气中掺入氢气对拓展天然气发动机稀燃极限的作用,并分析了发动机的各种运转参数对燃用不同体积掺氢比的天然气/氢气混合燃料(H2-CNG)稀燃极限的影响.试验结果证明:氢气的掺入可大幅拓展稀燃极限;负荷增大、进气温度升高都有利于提高稀燃极限;在小负荷时,转速提高导致天然气稀燃极限增大,大负荷时情况则相反,而天然气、氢气混合燃料稀燃极限对转速则不敏感.并且针对一种掺氢比和一定的工况,存在一个最佳的点火提前角使得稀燃极限最大.     

煤层气发动机稳态空燃比前馈控制脉谱生成

基于煤层气发动机进气系统的物理特性,采用平均值、多项式和模糊神经网络建模方法,建立了用于稳态空燃比前馈控制的递阶模型,并通过该模型生成了三维初始控制脉谱图.借助于辨识的过量空气系数自适应神经网络模糊推理系统(ANFIS)模型,进行了静态空燃比前馈控制仿真.利用前馈控制模型生成的数据,检验了实际控制效果.结果表明,前馈控制模型具有良好的预测能力,模型最大和平均预测误差分别小于8%和5%.     

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.     

单燃料燃气汽车发动机空燃比控制器设计

通过对单燃料燃气汽车发动机空燃比控制系统进行分析和研究,自行设计出了PI控制器,并且进行了仿真与实验研究。通过对燃气供给量的调整,保证发动机获得最佳性能,将空燃比精确地控制在理论值附近,在环境、温度发生变化和长期使用的情况下,仍能保证控制系统具有良好的性能。     

计及供气波动的燃气发动机空燃比鲁棒控制

研究了计及燃气供给系统压力波动的燃气发动机空燃比鲁棒控制问题。基于燃气发动机气路和油路的动态方程,设计了空燃比鲁棒控制器,以抑制燃气供给系统压力波动对空燃比控制精度的影响。通过数值仿真验证了所设计空燃比鲁棒控制器在3种工况下的有效性。仿真结果表明,所设计的空燃比鲁棒控制器的性能指标均优于开环控制器,且能够将燃气供给系统压力波动的影响抑制在所设定的水平之下。     

基于人工智能的汽油机瞬态空燃比控制策略研究

介绍并对比了基于神经网络和模糊控制的瞬态空燃比控制方法,二者均不要求控制对象为非常精确的模型.特别在应用的非线性理论建模还不十分完善的情况下,神经网络控制器和模糊控制器的这个优点更为突出.     

基于人工智能的汽油机瞬态空燃比控制策略研究

介绍并对比了基于神经网络和模糊控制的瞬态空燃比控制方法,二者均不要求控制对象为非常精确的模型。特别在应用的非线性理论建模还不十分完善的情况下。神经网络控制器和模糊控制器的这个优点更为突出。     

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。     

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。     

天然气发动机怠速鲁棒控制

将H∞鲁棒控制理论应用于天然气(CNG)发动机的怠速控制,建立了CNG发动机动力学模型,描述了发动机的不确定性.应用Matlab鲁棒控制工具箱,设计出基于H∞理论的CNG发动机怠速控制器,并进行了仿真分析和试验.仿真和台架试验表明,H∞控制具有很好的鲁棒性,提高了CNG发动机怠速工况的稳定性.     

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。     

天然气发动机预燃室式燃烧系统的研究

开发了火花点火天然气发动机预燃室式燃烧系统。该发动机通过采用新型的预燃室式燃烧系统,同时对发动机的燃料供给系统、点火系统等进行改进设计,实现了两级点火和稀燃、速燃,大大提高了燃烧速度,从而改善了发动机的动力性,降低了排气温度和排放量。试验结果表明,新的天然气发动机的动力性与原机基本相当,排气污染降低,经济性良好。     

甲醇缸内直喷发动机均质燃烧特性研

在一台四缸柴油机改造的火花点火甲醇缸内直喷发动机上,高负荷时,在进气冲程将燃油喷入缸内,形成近化学计量比的混合气来实现均质燃烧.通过对典型工况的气缸压力的测量和分析,探讨了不同参数对甲醇发动机燃烧特性的影响.结果表明:甲醇缸内直喷发动机最大功率和最大扭矩比原机分别提高5.88%和20.90%,发动机最高热效率可达35.3%,远高于普通汽油机水平.甲醇缸内直喷发动机的滞燃期和急燃期随负荷的增加而变小.全负荷时,甲醇发动机的燃烧放热始点随转速的增大而推迟,滞燃期和急燃期随转速的增大而增加.发动机循环变动随工况的变化规律与滞燃期一致.     

车用直喷二甲醚发动机的排放控制试验

对CA498型车用直喷二甲醚发动机采用2种排气再循环（EGR）方案进行试验研究。结果表明，随着EGR率的增加，2种方案都可以降低二甲醚发动机的NOx排放量，其中采用方案2冷EGR时NOx排放量下降显著，EGR率达到20％时，NOx排放量可下降约40％，且二甲醚发动机的热效率无明显下降。在二甲醚发动机上加装氧化型催化反应后处理器的试验结果表明，氧化型催化反应器在所有工况下都可使二甲醚发动机的CO排放量显著下降。试验结果表明采用EGR、氧化型催化反应处理器是控制二甲醚发动机排放的有效措施。     

大功率气体发动机工况控制策略研究

随着大功率气体发动机应用范围的扩大,有效控制其工况至关重要。针对基于有限状态机理论的工况调度和起动控制策略进行研究,通过设计工况转换、起动拖转供气判定条件、起动暖机策略、起动燃气供给量计算等,并在模型仿真成功的基础上,将策略一键式烧入到底层硬件中。在试验台上通过CANape的标定界面来对策略中的参数进行测量与标定,通过调节水温、节气门开度和转速等值,来观测相应输出的变化情况,从而验证了策略的逻辑性和准确性,并为工程应用提供一定的参考。