双变量协同的无人直升机发动机恒转速滑模控制

针对无人直升机发动机恒转速控制问题,提出了一种油门/点火提前角双变量协同调节的恒转速滑模控制策略.发动机输出扭矩控制是恒转速控制问题关键的一环,而油门开度和点火提前角作为调节发动机输出扭矩的两个变量具有不同的特点.油门调节虽然调节范围宽,但是响应较慢,易受时滞效应的影响而产生超调现象;点火提前角响应较快,但是调节范围有限.将二者的优点结合起来实现协同控制,可以进一步加强恒转速控制效果.为实现此目的,对发动机进行了数学建模,并基于该模型和滑模控制设计了协同控制策略.该策略包括点火提前角优先调节的主逻辑和点火提前角回归逻辑.最终通过仿真和试验验证了控制策略的效果.仿真结果显示:负载突变时,双变量协同滑模控制器相较于传统PID控制器,转速误差减小61%;同样基于滑模控制,双变量协同控制相较于双变量分离控制,转速误差减小21.4%;存在负载扭矩干扰或进气压力波动时,双变量协同滑模控制的转速稳定性也优于其他两种控制方式;整机系留试验中,双变量协同滑模控制的转速波动范围比双变量分离滑模控制小24%,比传统PID控制小62%.经过多次系留试验观测,使用双变量协同滑模控制,可使转速波动范围在±70 r/min以内,控制误差在2%以内,能够满足无人直升机飞行稳定性的要求.     

点燃式煤油航空直喷发动机冷起动试验研究

针对喷射截止时刻、点火提前角以及过量空气系数等影响因素,在一台自主研发的单缸试验机上,开展了煤油航空直喷发动机冷机起动燃烧特性以及相关影响因素的冷机起动敏感度分析研究.结果表明:喷射截止时刻为60°,CABTDC、点火提前角为27°,CA～30°,CABTDC时,发动机容易顺利起动;过量空气系数为0.65～0.70时,最大爆发压力循环变动率最低,失火现象消失,煤油航空直喷发动机平稳顺利起动.冷起动敏感度分析表明:敏感性强弱顺序依次是进气行程中的喷射截止时刻、过量空气系数、压缩行程中的喷射截止时刻、点火提前角.     

燃油喷射汽车发动机爆震传感器信号处理电路的设计与实现

通过对汽车发动机爆震传感器信号的分析,得出燃油喷射汽车发动机发生爆震的检测电路,从而控制点火提前角,使汽车工作在爆震的临界点,提高发动机的热效率,动力性和经济性.     

用准维燃烧模型建立汽油机喷油及点火控制的基本模型

以发动机经济性为目标，首次提出用准维燃烧模型建立汽油机喷油及点火控制基本模型的方法，并对ＳＹ４９２Ｑ－４型发动机进行了离线计算，通过试验修正，建立了汽油机稳定运行时点火提前角和循环供油量（空燃比）控制的基本模型。     

四冲程摩托车发动机点火提前角电控系统的研究

介绍了四冲程摩托车发动机点火提前角的控制原理与方法，选用C8051F015单片机，设计了CG150摩托车发动机点火提前角电控系统，并进行了系统的调试，实现了各个工况下电控系统对点火提前角的实时控制．     

M15对增压直喷汽油机小负荷工况下燃烧和性能的影响

在一台缸内直喷汽油机上,针对M15(汽油中甲醇添加体积比例为15%)和M0(汽油中甲醇添加体积比例为0,即纯汽油)两种燃料,试验研究了点火提前角、喷油提前角和喷射压力等控制参数的调整对样机在小负荷、低转速下,燃烧、性能及排放的影响规律和影响差异。研究结果表明:相同喷射脉宽及控制参数条件下,M15汽油的最高燃烧压力比M0的低4%,但最高压力点对应的曲轴转角与M0基本相同。相同喷射脉宽下,燃用M15比燃用M0的发动机输出扭矩下降约10%左右,但燃油经济性有所提高,并分别存在一个点火提前角和喷油提前角,使得转矩最大、燃油消耗率最小,此点火提前角为20°CA(BTDC)、喷油提前角为300°CA(BTDC);而喷射压力对转矩和燃油消耗率影响较小。当使用M15燃料后,HC、CO和NO_x排放均比M0有所降低;M15和M0的HC、CO和NO_x排放均随点火提前角减小而减小;随喷油提前角的变化呈现不规律的变化;喷射压力对HC和NO_x排放的影响不很明显,而对CO呈波动状态。     

摩托车发动机最佳点火角试验仪设计

介绍了一种摩托车发动机最佳点火角试验仪的设计原理、电路结构和程序流程。该仪器采用单片机技术,能够在任意发动机转速下设定任意点火提前角,配合发动机测功试验,可以快速测绘出摩托车发动机最佳点火提前角曲线,为发动机和点火器设计提供依据。     

基于PIC的摩托车发动机电控单元

电控单元(ECU)是电控汽油喷射系统的核心智能部件,其主要功能是根据节气门开度和发动机转速并结合其他参数对点火提前角和喷油脉宽信号进行控制,实现发动机燃烧过程的优化.本文以MAP工况为例,介绍了基于PIC单片机的电控单元开发及其工作原理和硬件系统.     

活塞式煤油直喷航空发动机燃烧特性试验研究

基于自主研制的活塞式航空煤油直喷发动机及其台架试验系统,针对煤油航空发动机中低负荷工况燃烧稳定性差这一突出问题,围绕喷射截止时刻、点火提前角以及过量空气系数等影响航空发动机混合气形成及燃烧质量的关键因素,进行了煤油直喷航空发动机部分负荷燃烧特性及其稳定性的试验研究.结果表明:当喷射截止时刻(EOIT)于进气行程初期时,发动机燃烧特性及稳定性较好,但是到进气行程末期时,发动机的循环波动升高,动力性变差.当点火提前角过大时,混合气形成较差,无法形成稳定的火核中心,也会致使发动机动力性变差.活塞式航空煤油直喷发动机需要采用较浓的混合气,当过量空气系数为0.8时,在不同的EOIT的变化下,发动机动力性存在最优的工况点,此时的平均指示压力pe最大值约为0.394 5 MPa.     

二冲程汽油机数字式CDI点火系统的开发与研究

二冲程汽油机的点火提前角是一个十分重要的控制参数，为了提高发动机的性能，需要开发一种能随转速和负荷变化的数字式点火系统。本文的研究工作中，开发了一种随二冲程汽油机转速和负荷调整点火提前角的数字式CDI点火系统。在点火控制系统中，输入信号包括发动机转速信号、节气门开度信号、蓄电池电压、进气温度信号和发动机温度信号。发动机转速信号同时也作为点火基准信号。点火控制系统软件设计是采用开环控制和并行控制方法。     

点燃式发动机点火控制中机械离心提前特性的电子模拟

点燃式发动机的点火控制要满足发动机不同工况的要求 ,点火提前角的离心提前控制是其中的重要部分 .由机械装置组成的离心提前控制有响应滞后和性能不稳定的缺点 .本文以几种典型分电器的离心提前特性为标准 ,采用电子曲线拟合手段 ,实现了离心提前特性的电子化和可控化 ,为发动机点火的实时控制提供了方便 .经分电器试验台测试 ,提前特性完全符合标准要求 .     

直线发动机起动及怠速燃烧特性仿真与优化

通过建立GT-Power发动机仿真模型研究直线发动机的起动及怠速过程的燃烧特性,利用发动机台架实验获取的缸压数据和GT-Power仿真结果的对比,验证了仿真模型的准确性,分析不同点火时刻及过量空气系数对直线发动机起动定转速下燃烧特性的影响,并对怠速控制参数进行寻优研究.结果表明:在相同过量空气系数下,推迟点火时刻从-50°(上止点之前,下同)到20°,直线发动机后燃现象逐渐增多,并在点火时刻为-40°时,缸压峰值、瞬时放热率峰值最大以及累积放热总量均达到最大值;在相同的点火时刻下,减小过量空气系数从1.62到0.62,直线发动机缸内压力峰值先增后减,在过量空气系数为0.83时,直线发动机缸压峰值、瞬时放热率峰值最大,累积放热总量较多.     

增压电喷天然气发动机的优化标定

在分析国内外发动机电控系统优化标定方法的基础上,针对电喷天然气(CNG)发动机给出了以天然气消耗量为优化目标,点火提前角为控制参数,各种排放物的排放值小于法规限值为约束条件的优化方法.在此基础上,进行优化任务的分析,利用最小二乘法得到近似连续的函数表达式,从而建立发动机全工况性能优化数学模型,应用Lagrange乘子法对该数学模型进行优化.并用于指导进行WT615电喷天然气发动机点火提前角优化标定实验.     

预燃室火花塞式天然气发动机燃烧性能试验

为研究装配预燃室火花塞对天然气发动机燃烧性能的影响,本文基于发动机试验台架,对其燃烧性能进行了试验研究。首先,基于试验对象,搭建发动机试验台架。随后,基于上述试验平台,分别研究预燃室火花塞的燃烧特性、空燃比特性及点火提前角特性。通过试验发现,相较于普通火花塞,预燃室火花塞可以有效提高缸内燃烧压力与燃烧速率,增强发动机动力性能,但同时会增大缸内压力升高率,导致NOx排放增加,发动机工作粗暴;预燃室火花塞稀燃特性有所下降,当提高空燃比时,更容易出现失火现象;预燃室火花塞可显著提升发动机经济性能,且最佳点火提前角有所减小。     

生物制气-柴油发动机放热规律的影响因素

采用气化炉热解气化各种农林废弃的生物质,产生可燃生物制气,作为以柴油引燃的双燃料发动机的主要燃料．双燃料发动机由一单缸、四冲程、水冷、直喷式柴油机改装而成,生物制气通过发动机进气管,在进气过程中被吸入气缸．实测生物制气-柴油双燃料发动机气缸压力,根据气缸压力计算放热规律并分析转速、负荷及供油提前角对它的影响．负荷增大时,双燃料发动机燃烧始点提前,最大燃烧放热率增高,最高燃烧温度升高,后燃加重;转速增大时,燃烧推迟;供油提前角增大时,最大放热率降低,对应相位提前,后燃减少．     

变组分煤层气发动机微机控制系统设计

该文考虑到煤层气的燃烧特点和低排放的要求,为了充分发挥煤层气体为发动机燃料的优势,研究开发了一套变组分煤层气发动机微机控制系统,提出了与变组分煤层气发动机相适应的接口及驱动电路,并设计了系统控制软件。控制系统对发动机的各种工况都能进行较好地控制。该控制系统为进一步研究煤层气发动机提供了有效手段。