船用中速天然气发动机起动过程的控制策略

船用天然气发动机起动过程预燃室过量空气系数受转速影响大.针对ACD320型船用中速天然气发动机台架试验出现的起动困难问题,通过计算分析获得发动机起动过程预燃室过量空气系数随主燃气喷射量、转速的变化规律.采用AVL Fire软件模拟发动机主燃室和预燃室在不同过量空气系数下的缸内燃烧和动力特性,并据此制定起动过程的控制策略,经发动机台架试验验证,证实了起动控制策略的有效性,从而为解决船用中速天然气发动机起动困难的技术问题提供参考.     

混合动力Start/Stop控制策略对整车排放影响的研究

通过研究NEDC循环工况下整车的瞬态排放情况,分析了减速断油及怠速停机过程中,氧浓度及温度的变化对催化器转化效率的影响.试验结果表明,减速断油过程中,由于没有燃油喷射,新鲜空气被直接排入排气管,造成排气管内氧浓度的增加,并且,减速断油及怠速停机会造成排气管及催化器温度的降低,造成催化器转化率的下降,使发动机再次起动后排放恶化.     

天然气发动机怠速控制的研究

本文采用步进电机式怠速控制阀对一台天然气发动机进行怠速控制,采用THB6128芯片控制步进电机,设计了怠速及过渡过程的控制策略。实验结果表明:通过对步进电机开环控制可使发动机从暖机工况快速平滑地过渡到怠速工况;通过闭环控制可使怠速转速最低稳定在550～600r/min;急减速时发动机可以平滑进入怠速工况。     

天然气发动机怠速控制的研究

本文采用步进电机式怠速控制阀对一台天然气发动机进行怠速控制,采用THB6128芯片控制步进电机,设计了怠速及过渡过程的控制策略。实验结果表明：通过对步进电机开环控制可使发动机从暖机工况快速平滑地过渡到怠速工况;通过闭环控制可使怠速转速最低稳定在550～600r/min;急减速时发动机可以平滑进入怠速工况。     

柴油机起动工况喷油策略

采用了模糊比例积分微分(PID)怠速稳定控制方法中的恒定油量进怠速、平滑降油进怠速、阶梯降油进怠速3种喷油量控制策略研究柴油机起动时的排放,结果显示:采用恒定油量进怠速、平滑降油进怠速这2种油量控制策略时,起动过渡阶段有许多不完全燃烧循环,导致起动阶段排放很高;采用阶梯降油进怠速控制策略时首循环没有失火现象,起动过渡阶段燃烧状况较好,排放性能较为优越。     

不同掺氢比的HCNG燃料对天然气发动机怠速性能影响研究

为了研究在天然气中掺入不同体积比氢气对发动机怠速性能的影响,针对一台6缸天然气发动机开展了不同体积掺氢比的氢气/天然气混合燃料(HCNG)的怠速性能试验研究.试验证实掺氢后热效率提高,要达到相同的怠速转速可减少怠速旁通阀开度;在怠速情况下,掺氢使CH4、CO、NMHC排放下降,Nox排放上升,可通过点火提前角推迟来有效降低怠速Nox排放;在天然气中掺入适量氢气后有利于改善发动机怠速燃烧,从而增加怠速稳定性.在怠速条件下,掺氢后CO、CH4排放随转速升高先减小后增加;怠速转速升高,怠速稳定性变好.在天然气中掺入适量氢气后,发动机热效率提高,经济性改善.     

天然气发动机怠速控制策略的研究

为了提高自然吸气式多点喷射单燃料压缩天然气(CNG)发动机怠速工况时转速和空燃比综合控制的稳态和动态效果,设计了一种怠速模糊控制策略,介绍了控制算法的设计过程.利用Matlab/Simulink建立了整个怠速系统仿真模型,并进行控制算法的开发和测试,仿真结果证明,该仿真模型能够正确反映出发动机转速和空燃比的各种变化过程,控制算法具有较好的控制效果.最后发动机台架试验表明,该控制策略使怠速稳态、脱离和进入怠速的瞬态工况下的转速和空燃比都得到了精确的控制,提高了怠速品质,对发动机参数的变化具有一定的鲁棒性.     

商用车48V混动发动机减压技术研究

混合动力是促进传统内燃机实现节能减排的主要技术手段之一,但混合动力发动机频繁起停会造成零部件摩损大、能耗高、振动剧烈、发动机转速波动大等问题,并会引起起动系统或起动电机可靠性问题。针对某商用车48 V混合动力系统开发了一套减压系统,设计了控制策略,完成了在混合动力系统台架上的试验验证。试验结果表明:该减压系统可以明显降低起停过程发动机振动,停机过程最大降幅约88%,起动过程最大降幅约53%;另外,该系统可明显改善发动机停机过程的转速波动,减小带传动一体化起动/发电机(BSG)起动时的电流波动,并能消除停机时反转现象。     

基于超级电容的并联混合动力轿车的开发

采用基于超级电容的方案开发了单轴并联式混合动力轿车,设计了发动机管理系统、全浮式ISG电机、电控双离合器、电控双驱动空调等多项核心技术.研究了混合动力轿车系统的控制策略,优化了发动机和电机的扭矩分配,实现了节能和降低排放.对纯发动机电控系统的标定匹配试验,排放达到了欧-Ⅲ标准;对混合动力系统的起动和怠速优化试验,实现了混合动力的起动控制参数的优化匹配,降低了起动污染物的排放,提高了燃油的经济性.     

对置活塞二冲程柴油机控制策略研究

运用快速原型工具ControlBase,利用MATLAB/Simulink软件设计了对置活塞二冲程柴油机的控制策略。综合考虑了对置活塞二冲程柴油机的各种运行工况,采用模块化的方法,设计了对置活塞二冲程柴油机起动控制、轨压控制、怠速控制、工况调度及油量控制等控制策略。采用变步长和等步长相结合的方法,设计和优化了控制MAP,在试验台架上优化了控制参数并验证了控制策略。研究结果表明:发动机起动响应快、转速超调小,怠速波动小于10r/min,轨压波动小于5MPa,发动机各工况运转稳定且过渡平滑。     

共轨柴油机低压油路的自动排气研究

针对电控高压共轨柴油机因低压油路存气导致发动机起动困难问题,设计制作不同结构形式的低压燃油系统自动排气方案,并对方案进行试验验证。结果表明:粗滤器上带排气孔可有效排出粗滤中的空气,在输油泵后的精滤器上增加排气单向阀,能够排出精滤器中的空气,较好地提高柴油机起动性能。     

小型 LPG 发动机匹配三效催化器的起燃特性研究

对小型点燃式电控LPG发动机匹配三效催化器的冷起动过程进行了试验研究，测量了冷起动过程排气管不同位置的排温变化，对比了催化器不同安装位置、不同点火提前角下的起燃特性。通过优化催化器安装位置，调整发动机起动后的怠速转速和点火提前角来改变排气温度，从而使催化器快速起燃，降低了冷起动过程HC和CO的排放。     

改善热面点火天然气发动机起动和运转性能的研究

针对热面点火天然气机起动困难以及低负荷循环波动大、高负荷燃烧敲缸、Nox排放数值较高的问题,通过台架试验,分别研究了3种燃料添加剂、进气加热温度、隔热措施及热EGR对发动机起动和运转性能的影响.结果表明,采用3种添加剂、提高进气温度和燃烧室隔热,有利于天然气着火起动和稳定燃烧.采用热EGR有助于天然气发动机扩展功率范围并有利于降低Nox排放.     

喷油泵对发动机冷起动性能的影响

针对装备PMD喷油泵的发动机冷起动困难的问题,在冷冻试验室进行了发动机冷起动试验,并进行了原因分析,对喷油泵的回油螺钉、凸轮轴、柱塞进行了改进设计,采用等压出油阀代替原机泵的等容出油阀,试验验证表明,所采取的改进措施提高了喷油泵在起动、怠速工况下的工作能力,解决了该发动机冷起动困难的问题。     

柴油机起动油量控制策略优化对燃烧的改善

为了改善柴油机起动过程的燃烧,利用基于循环控制的柴油机起动过程测控系统,研究了起动油量对柴油机冷机起动过程燃烧的影响规律,并对起动过程的油量控制策略进行了优化.试验结果表明:冷机条件下,采用不同恒定油量起动,直接进入怠速控制的起动油量控制策略,在起动初始或过渡阶段都存在不同程度的失火现象,供油量与转速变化的不匹配是导致过渡期失火的主要原因.通过采用大油量起动,过渡期随转速变化使用阶梯降低油量进入怠速的供油策略,能够有效减少在起动过渡期的失火和不完全燃烧循环,改善起动过程燃烧.     

柴油机微粒捕集器降怠速再生过程载体温度的控制

针对柴油机微粒捕集器降怠速再生过程载体峰值温度偏高问题进行了基于排气中氧气体积分数控制策略的降怠速再生试验.结果表明:在高怠速工况通过耦合调整再循环废气和进气流量可有效控制排气中氧气体积分数低至8%以下,而氧控所引起的燃烧恶化也导致了HC、CO排放量增大;碳载量和排气流量相同条件下,进行的氧控降怠速再生试验过程其载体内部峰值温度显著低于原机非氧控降怠速再生数值;提高载体碳载量并进行氧控降怠速再生,微粒加载背压和载体峰值温度仍在发动机正常运转以及载体材料温度安全范围内,满足安全以及可靠再生的同时达到了拓展安全再生碳载量限值以及延长微粒捕集器再生周期的目的.     

柴油/天然气双燃料发动机控制系统设计

利用自主设计的双燃料发动机的控制系统,将高压共轨柴油机改装成双燃料发动机。该系统包括天然气供给系统、控制单元(ECU)及其配套传感器等。发动机起动和怠速时在纯柴油模式下运行,当负荷达到某一设定值时,柴油ECU减少引燃柴油的喷射,同时天然气ECU增加天然气量的喷射,发动机在双燃料模式下运行。台架试验结果表明:在不同工况下,天然气平均替代率达到75%,最高替代率达到90%。     

基于循环分析的发动机快速起动瞬态燃烧特性

针对一台进气道喷射式的汽油机搭建了快速起动.停机模拟测试平台.采用基于循环分析的方法,对比了在原车小电机拖动起动和采用模拟ISG(起动/发电～体化)大电机高拖动转速起动时发动机的瞬时转速、循环进气量、点火时刻、残余废气系数、燃烧持续期、排气温度以及瞬态碳氢排放浓度的变化规律.结果表明:在起动的初始阶段,快速起动时循环进气量减少,点火时刻推迟,残余废气系数增加,燃烧持续期变长,排气温度升高;快速起动与原机起动相比,热机状态下燃烧和排放特性的差异较冷机时大;冷机快速起动首循环失火引起碳氢排放浓度增加,热机快速起动碳氢排放浓度剧增并在第5循环达到最大值.     

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.     

汽油机怠速工况理论及试验研究

开发了发动机电控管理系统,通过研究怠速工况下各个时段的不同特征,分析了怠速稳定性控制要素;研究了汽油机怠速控制的各个参数的控制策略,采用变参数PID控制实现对怠速阀的控制.采用闭环调节点火提前角控制扭矩波动,实现了发动机的怠速最佳稳定控制.