双燃料发动机电控单元的设计与控制策略

为了改善传统的基于标定数据的柴油/天然气双燃料发动机控制系统性能,开发了天然气进气歧管顺序喷射电子控制单元(ECU),提出了基于原柴油机喷油脉宽信号实时采集的燃料等热值替代控制策略,并在一台经过双燃料改装的高压共轨发动机上对该系统的引燃油喷射、天然气喷射、原机喷油脉宽信号实时采集等功能,以及等热值替代的控制策略进行了实验验证。结果表明:与基于标定数据的控制系统相比,所提出的控制单元及其相应控制策略可以有效改善双燃料发动机的动态控制性能;该系统设计正确,工作稳定。在此基础上,研究了天然气喷射正时对双燃料发动机总碳氢(THC)排放的影响,实验表明:天然气喷射正时变化对双燃料发动机THC排放有显著影响,通过实时控制天然气喷射正时,可以避免过早喷入天然气,降低双燃料发动机的THC排放,特别是在中小负荷下,排放的最大降幅可达32.6%。     

不同氧空比下发动机动力性能与NO_x排放仿真分析（英文）

为提高发动机动力性并减少NO_x排放,采用GT-Power对某型发动机进行整机建模,并列出主要组件.根据发动机几何结构参数设置各组件的对应属性和参数,在发动机进气氧空比分别为正常值,以及20%,24%,25%及30%条件下进行了动力性能与NO_x排放仿真实验.实验结果表明:随着氧空比增大,发动机额定功率与扭矩增大;当进气氧空比超过25%时,NO_x排放急剧增大.     

不同氧空比下发动机动力性能与 NOx排放仿真分析(英文)

为提高发动机动力性并减少 NO_x排放,采用GT-Power对某型发动机进行整机建模,并列出主要组件.根据发动机几何结构参数设置各组件的对应属性和参数,在发动机进气氧空比分别为正常值,以及20%,24%,25%及30%条件下进行了动力性能与 NO_x排放仿真实验.实验结果表明:随着氧空比增大,发动机额定功率与扭矩增大;当进气氧空比超过25%时,NO_x排放急剧增大.     

增压汽油机面向控制的充量模型及其数值标定

缸内进气量作为电控系统喷油和空燃比前馈控制的基础，对扭矩控制和排放性能至关重要。为了更简便、准确地估算缸内进气量，提出一种面向控制的充量模型，并基于Simulink软件完成该模型的搭建。引入GT-POWER仿真工具辅助标定，完成对充量模型中进气道传热因子、缸内驻留废气关键参数和气门实际流通面积的标定。最后将充量模型计算结果分别与仿真结果及台架试验结果验证对比，提出的充量模型稳态进气量的计算误差均在5%以内，表明提出的充量模型为发动机系统控制提供了一种较为可行的方法。     

摩托车发动机电子控制系统研究

为实现摩托车发动机从化油器技术向电控燃油喷射技术转变,满足日益严格的排放法规,在某型号摩托车单缸化油器式发动机的基础上,对原机型进气系统、点火系统以及喷油系统进行了改进,通过自行设计的摩托车发动机电子控制系统实现了发动机工作过程的电子控制.控制系统采用MC9S12XS128单片机作为主控芯片,运用模块化软件控制程序实现了传感器信号的采集与处理,对点火和喷油等执行机构进行精确控制,并利用该电子控制系统对点火时刻及空燃比参数进行了标定和优化.实验表明,采用电子控制系统后,发动机在不同工况下的动力性和经济性得到显著提高.     

客车进气系统的设计计算

客车进气系统布置比较复杂,进气系统布置的好坏对整车经济学和动力性都起到了决定性作用。找到一种最佳进气布置方式不仅可以提高发动机的动力性和燃油经济性,并且还能提高发动机的工作可靠性以及排放性能等。本文着重介绍了客车进气系统的设计计算。     

喷射参数耦合EGR对用共轨柴油机性能影响的试验研究

在一台非道路用高压共轨柴油机上实验研究了喷射参数以及耦合EGR后对发动机经济性和排放性能的折衷影响。研究结果表明,提高喷射压力和提前喷射定时有助于改善燃油经济性和碳烟排放;但会导致NOx排放升高。轨压达到140MPa之后,消光烟度的改善不明显;轨压从130 MPa起,每增大10 MPa,同时使喷射定时从6°CA BTDC起,每减小2°CA,采用联合调整喷射压力和喷射定时的策略能同时减小NOx排放和消光烟度,解决了单一变量引起的NOx和碳烟此消彼长的问题;但会导致燃油消耗率升高。采用喷射参数耦合EGR策略改善了消光烟度和NOx的排放,同时也降低了燃油消耗率。     

中小排量摩托车发动机排放控制的强化

受制造成本限制，中小排量摩托车发动机很难采用三效催化转化器与闭环电控燃油喷射系统的组合进行排放的有效控制．为此，通过化油器燃油供给特性的调整及燃烧室与进排气道结构优化，采用二次空气喷射系统和催化转化器，运用曲轴箱闭式通风装置减低曲轴箱窜气污染物，将现行生产的各种化油器式中小排量摩托车排气污染物控制在GB14622—2002排放限值内，实现摩托车发动机排放控制的强化．     

船用中速机中压共轨电控燃油喷射系统

为提高船用中速机燃油喷射系统性能,减少有害物排放,研制开发一种柴油机中压共轨液力增压式电控燃油喷射系统.以润滑油作为工作介质对燃油进行增压和喷射,无需增加其他增压机构和更换喷油器,结构简单.设计了系统的硬件和软件,并在油泵试验台架上对该系统进行性能试验.结果表明:系统的响应速度快,控制精度高;喷油量、喷油压力和喷油正时控制灵活,调节范围大.系统的工作性能和技术指标可满足船用中速柴油机对电控系统的要求.     

汽油直接喷射系统排气系统的结构介绍

发动机开发的主要目标是尽可能地降低燃油消耗和废气排放。一个闭环三元催化转换器可以最多降低99％的碳氢化合物，氮氧化物和一氧化碳。然而，目前只能通过降低燃油消耗量来减少由于燃烧生成的并且会产生温室效应的二氧化碳（CO2）。但是要在带外部混合系统（进气岐管喷射系统）上实现这一目标几乎是不可能的。因此汽油直接喷射系统的开始在德国大众的车辆上得到应用，与带进气岐管喷射系统同类发动机比较，带Bosch Motronic MED 7汽油直接喷射系统的发动机最多可节省15％的燃油消耗。     

电控泵-管-阀-嘴燃油喷射系统的研究与开发

燃油喷射系统的柔性控制是现代柴油机发展的必然趋势，电子控制的燃油喷射系统是实现燃油喷射过程柔性控制的有效手段。电控泵－管－阀－嘴燃油喷射系统是在综合各种电控燃油喷射系统特点的基础上形成的对机械式泵－管－嘴系统实现电子控制的新型系统。该文分析了电控泵－管－阀－嘴燃油喷射系统的构成和工作原理，设计和开发了满足该系统工作要求的控制装置，通过试验验证了电控喷射系统工作的可行性，还研究了一些结构和调整参数对系统性能的影响，试验结果表明该新型电控喷射系统具有较好的综合控制性能。     

内流场环境的方程式赛车进气歧管优化设计

发动机进气系统作为制约整车动力系统主要性能的子系统,成为进行车辆动力性能提升中设计优化的关键之一。基于此,研究开展了赛车环境下进气歧管相关尺寸参数对进气效果的分析。基于已有发动机实体,研究首先构建了完整的发动机数字分析模型获得理论分析的基准尺寸参数,而后耦合发动机其他性能指标参数,通过发动机台架试验验证仿真结果的准确性。最后,通过单因素变量控制法定量分析进气歧管长度与内径等几何参数变量对进气歧管在发动机设计性能影响的具体关系。结果表明基于数字模型分析的结果具有较高的力学逼真度,研究可以为后续赛车以及乘用车设计中发动机行性能提升提供参考。     

脉冲式烟雾机燃烧室－喷管结构参数研究

论述了脉冲式烟雾机燃烧室－喷管结构参数的试验研究，并以脉动燃烧原理和非定常一元可压缩流体的基本理论分析，论证了参数选择的正确性．研究结果表明：脉冲喷气式发动机按声学共振原理工作；燃烧室－喷管，进气单向阀和进油单向阀组成一个自振系统；燃烧室－喷管的结构参数对发动机工作性能有重大影响．     

脉冲式烟雾机燃烧室—喷管结构参数研究

论述了脉冲式烟雾机燃烧室－喷管结构参数的试验研究，并以脉动燃烧原一和非定常一元可压缩流体的基本理论分析，论证了参数选择的正确性，研究结果表明：脉冲喷气式发动机按声学共振原理工作；燃烧室－喷管，进气单向阀和进油单向阀组成一个自振系统，燃烧室－喷管的结构参数对发动机工作性能有重大影响。     

缸内直喷汽油机复合燃烧技术

针对缸内直喷汽油机(GDI)存在的主要排放未燃HC和NOx问题,提出了燃烧理论空燃比的复合喷射燃烧技术,运用了废气再循环(EGR)分层技术.复合喷射通过稳压腔辅助喷射燃油和缸内直接喷射燃油,使缸内形成准均质混合气,以满足各种工况下GDI对混合气的要求.在负荷由小到大直至满负荷的范围内都可避免出现过稀区、过浓区,这利于燃烧并减少HC排放;利用在进气管上设计的独特的废气通道,通过滚流分层充气方法,将进气冲程再循环的废气和油气分层,以形成废气-油气-废气馅饼状分层,从而提高了废气再循环率,降低了NOx排放.两种技术的结合,可以解决GDI发动机存在的主要排放问题.实验证明:复合燃烧系统与EGR分层充气技术的有效结合,可以在各种工况下降低NOx排放,降低量为61%;可以降低冷启动时的HC排放,降低量至少为50%.     

柴油机电控组合泵燃油喷射系统匹配仿真分析

利用AMESim软件建立了某柴油机电控组合泵燃油喷射系统仿真模型.通过喷油特性实验验证模型准确性后,仿真分析了喷孔直径、凸轮型线速度和柱塞直径等主要因素对喷射性能影响规律;并通过正交实验设计,开展了燃油喷射系统结构参数优化匹配分析,得到了两组优化的结构参数方案,即喷油器孔径0.24 mm,凸轮型线速度0.46 mm/(°AC)、柱塞直径15 mm和喷油器孔径0.26 mm,凸轮型线速度0.46 mm/(°AC),柱塞直径15 mm两组,为燃油喷射系统的匹配设计提供参考.     

车用涡轮增压发动机进气谐振效应实验研究

介绍了用声学理论设计６１１０Ｚ型柴油机谐振进气系统的方法，提供了三 个实验方案；分析了谐振进气系统中进气压力波的物理现象及其对柴油机性 能的影响，对三个谐振方案进行了对比实验，确定了较佳谐振方案。实验结果 表明，采用谐振增压后，最大扭矩提高了６．９％，最大扭矩点转速降低了 １００ｒ／ｍｉｎ，适应性系数提高了１３．５％，最低油耗下降了５ｇ／（ｋＷ·ｈ），烟度和 排气温度也略有下降；基本满足了车用发动机的要求。     

柴油发动机进气系统噪声计算机模拟技术

柴油发动机进气系统噪声是高档商用车最主要的噪声源之一,对车内噪声影响尤其显著.基于管道声学理论和流阻分析技术,提出了柴油发动机进气系统噪声模拟方法——无源法.解决了常常困扰发动机进气系统声学仿真的难题——无法获得发动机仿真模型所需的几何参数和物理参数.应用"无源法",在不具备柴油发动机仿真模型的情况下,仍然能进行进气系统噪声的计算机模拟,获得进气系统管口噪声和发动机功率损失的预测结果,快速准确地为进气系统声学性能优化提供依据.     

二甲醚发动机燃油喷射过程仿真研究

对采用低压共轨燃油喷射系统的二甲醚发动机进行合理的结构简化,建立燃油喷射过程的数学模型,运用Matlab/Simulink仿真研究二甲醚发动机在不同转速条件下的电磁阀供电控制脉冲和针阀升程曲线,得出二甲醚燃料在低压共轨系统中的喷射规律,为新型二甲醚发动机燃料喷射系统的研制提供仿真模拟方法和理论依据.     

4气门直喷式柴油机进气系统研究及设计

分析了 4气门直喷式柴油机进气系统的技术特点和设计要点 ,详细阐述了 4气门进气系统在提高进气量、改善油气混合和可变涡流强度等方面的优点 通过对 4气门进气系统不同进气道组合的比较 ,指出长切向气道与短螺旋气道的组合有利于产生较大的进气涡流 结合缸盖设计 ,讨论了气门的布置方式及配气机构的设计 4气门柴油机辅以增压、高压燃油喷射和废气再循环等技术的支持和匹配 ,可以改善燃烧、净化排放 ,提高动力性和经济性 ,满足未来更严格的排放法规