浅析天然气汽车的常见故障及排除方法

天然气汽车的常见故障主要包括发动机的机械故障、油气转换故障、燃气气路故障和燃气电路故障等。按故障现象对天然气发动机性能的影响进行诊断分析与排除如下：     

天然气掺氢发动机性能试验

以台架实验的方法,对发动机燃用天然气(CNG)和天然气掺氢(HCNG)燃料的动力性和排放性能进行了对比研究.结果表明,发动机燃用天然气掺氢燃料能够加快缸内燃烧过程,改善CNG发动机稀燃性能,降低发动机排温.与纯天然气发动机相比,其排放物CO、CO2、HC得到降低,同时NOx排放量增加,但随着过量空气系数的增大,发动机NOx排放大幅减少,得到较优的排放性能.     

过量空气系数对HCNG发动机燃烧排放的影响

为了使天然气掺氢(HCNG)发动机达到更好的经济性和排放性,在一台6缸天然气发动机上研究了过量空气系数(λ)与掺氢体积比对HCNG发动机燃烧、效率及废气排放的影响.结果表明: 对各种掺氢比燃料,随着λ增大,最大燃烧放热率都降低,燃烧持续期增加,发动机指示热效率、 NOx排放先增后降, CH4、 CO排放先降后增;掺氢天然气相对纯天然气燃烧持续期缩短,因此HCNG发动机相对纯天然气发动机经济性和排放性更好.对于发动机的每个工况,都存在一个最佳的λ, 使得发动机的各种性能达到最优平衡.     

天然气汽车性能影响因素的试验

从进气量、混合气的热值、点火提前角度等七个方面分析了影响天然气汽车性能的因素。指出 ,天然气汽车动力性能下降的主要原因是发动机进气量的减少及混合气热值的偏低 ,采用天然气加浓混合气对提高天然气发动机的功率是有限的 ,要大幅度提高天然气发动机的功率 ,大负荷时减气加油是比较理想的方案。     

天然气/柴油双燃料发动机研发现状及发展

天然气／柴油双燃料发动机由于其良好的排放性、动力性、经济性，而成为目前研究的热点。本文综述了天然气／柴油双燃料发动机在国内外的研究与开发现状，重点介绍了天然气／柴油双燃料发动机天然气供给形式及特点，分析了天然气／柴油双燃料发动机目前研究所存在的关键技术问题和发展前景。当前一种顺序喷射、稀燃、全电控天然气／柴油双燃料发动机已经被开发出来，电控喷气技术、微喷技术、稀薄燃烧技术乃是天然气／柴油双燃料发动机关键技术问题。     

天然气发动机预混室内喷射双氧水排放特性试验

为使天然气更加高效清洁燃烧,进一步降低发动机的污染排放,在三缸燃油发动机改装的天然气发动机上利用雾化喷嘴向预混室内喷射双氧水(H2O2),研究了喷射双氧水对发动机排气温度、动力性能、经济性能及HC、CO、NOx排放特性的影响。结果表明,添加H2O2可降低天然气发动机HC、CO、NOx排放,同时发动机的动力性能和经济性能都有所提高。H2O2可降低发动机燃烧温度但同时增加了氧气浓度,温度和氧气浓度是影响NOx生成量的主要因素。得到了气耗率及污染排放整体效果较好时的天然气与双氧水质量比为4.5～5.8。     

天然气发动机数据采集系统的研究开发

简述了国内外天然气发动机的发展状况,阐明了天然气发动机控制系统的原理,开发了针对单燃料天然气发动机的数据采集系统,介绍了其硬件和软件结构,并在发动机上成功进行了验证.     

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%。     

单燃料天然气发动机控制系统设计与试验研究

以单缸汽油机为对象,研制了天然气发动机单燃料电控喷射系统,进行了发动机供气系统设计、点火系统改进、空燃比优化、电控系统研制及发动机控制参数匹配试验等研究工作,试验结果表明,采用天然气电控缸内直喷技术可有效提高发动机的充气效率,使天然气发动机的功率基本恢复到原汽油机的水平。     

航空发动机喘振故障机理及监控方法研究

航空发动机喘振故障是影响发动机性能的主要因素,并对民用客机的安全构成巨大威胁.在对航空发动机喘振机理进行分析的基础上,从适航性的角度对航空发动机喘振故障进行监测,同时运用可靠性分析方法--故障树分析法(FTA)对该故障进行计算机辅助建树、定性分析及定量分析,最后采取了相应的控制措施使喘振部件快速退出喘振状态.通过对航空发动机喘振故障的监控,大大提高了喘振故障的分析效率,同时发动机的可靠性也得到一定提升,对解决喘振故障提供了参考和借鉴.     

天然气掺氢发动机性能与排放试验

为了分析天然气掺氢燃料对发动机动力性、经济性和排放性的影响,在一台电控单缸天然气发动机上开展了体积掺氢比分别为15%、20%和25%的天然气掺氢燃料的试验和过量空气系数对发动机性能的影响试验.结果表明,在特定发动机工况下,随着掺氢比的增加,缸内最高压力随之增加;NOx排放量增大,而HC、CO排放量降低;有效燃气消耗率降低.试验结果也表明稀燃可以改善发动机的排放性能.     

应用模糊物元理论建立天然气发动机性能状态评价模型

天然气发动机性能的好坏直接关系到整个生产系统的运行效率。针对G3608天然气发动机结构特点及运行特性,遵循指标建立原则,搭建评价指标体系,采用模糊物元理论建立G3608天然气发动机性能状态评价模型,通过对各指标权重分配及信息融合全方位评价机组性能,弥补了单一指标评价的局限性。应用表明,该评价模型合理、实用、可行,具有信息全面、互补性强、精度高等特点,将定性问题定量化处理,为天然气发动机性能状态评价提供了有力的理论依据。     

传感器故障对天然气发动机性能和排放的影响

针对天然气发动机故障诊断困难的问题,在自行开发的电控汽油和CNG(压缩天然气)两用燃料发动机故障模拟试验台架上,完成了与燃气系统相关的主要传感器的故障模拟试验,对比研究了进气压力传感器和氧传感器故障对发动机动力性、经济性和排放性能的影响。试验结果表明:进气压力传感器信号丢失后,气耗量下降,功率下降,比气耗变化不明显,CO排放减少,HC排放增加,NOx排放减少;氧传感器信号丢失后,气耗量有所下降,功率也有所下降,比气耗变化不明显,CO排放降低,HC排放变化不大,NOx排放减少。     

基于可视化系统的直喷天然气发动机喷射及燃烧特性研究

天然气作为一种最有前途的代用燃料在汽车发动机上的应用日益广泛。为提高天然气发动机的燃烧效率,采用缸内直喷技术;并通过位于喷嘴附近的火花塞点燃分层混合气,使天然气发动机在中低负荷下实现稀薄燃烧。对于直喷天然气发动机,研究喷雾贯穿距、喷雾锥角、循环波动和燃烧速度等喷射及燃烧特性具有重要意义。首先设计开发了用于观察天然气喷射及燃烧的可视化系统,拍摄不同实验条件下天然气喷射及燃烧过程。利用实验数据,分析了直喷天然气发动机的喷射及燃烧特性。     

天然气/柴油双燃料发动机同轴喷射特性分析

利用高速纹影法进行了天然气/柴油双燃料发动机同轴喷射试验,分析了不同天然气喷射压力和环境压力对天然气喷射的3种轮廓线周长变化的影响.采用CFD软件进行了数值模拟,利用ENSIGHT软件对双燃料发动机同轴喷射进行了天然气体积分数和速度场分析.结果表明:随着天然气喷射压力的下降和环境背压升高,天然气射流的3种轮廓线周长均减...     

天然气汽车的动力性能与排放性能研究

研究了天然气汽车的动力性能与排放性能，对改装的492QC天然气发动机和原发动机（燃用汽油）的扭矩、功率等进行了测量．实验结果表明：当由燃烧汽油变换为燃烧天然气时，发动机的扭矩、功率下降非常大；增大点火提前角可使发动机的动力性能得到改善，但发动机NOx，总碳氢THC，CO及CO2的排放污染明显减少．     

天然气发动机燃烧不稳定性分形特征分析

为了揭示点火正时θ_sit对天然气发动机燃烧不稳定性的影响规律,在低负荷工况下,针对不同θ_sit工况进行试验,利用多重分形和多尺度熵方法对指示平均有效压力p_imep、放热量Q时间序列进行分析,并利用p_imep的循环变动系数P_CCV进行验证,对天然气发动机燃烧不稳定性的分形特征进行了定性、定量研究。结果表明：天然气发动机燃烧过程呈现出一定的分形特征,随着θ_sit提前,Hurst指数变化差值和奇异谱宽度先增大后减小,P_CCV先减小后增大,多尺度熵随尺度因子的增加而减小,燃烧不稳定性的分形复杂度和反持续相关性先增强后减弱,表明存在一个最优θ_sit使得天然气发动机的燃烧稳定性达到最佳。并且,对θ_sit影响天然气发动机燃烧不稳定性的原因进行了研究,为改善天然气发动机稀燃稳定性提供了理论依据。     

车用发动机燃用天然气与氢燃料的对比研究

日益严重的环境问题与能源危机促使人们不断加大对车用发动机替代燃料的研究力度,天然气与氢就是其中最受关注的两种替代燃料.本文对天然气与氢的基本燃烧特性分别进行了探讨,并着重分析比较了天然气与氢在车用发动机中的燃烧过程与排放特性,并对这两种替代燃料在车用发动机领域的应用前景进行了阐述.     

基于Modelica语言对气体机工作过程的建模和仿真

采用面向对象的建模方法,根据独立性和物理划分原则对发动机缸内工作过程部分进行了模块化划分,利用多领域统一建模规范Modelica语言建立了天然气发动机单个气缸工作过程(包括缸内过程和换气过程)的仿真模型,仿真分析了2135天然气发动机在某些工况下的缸内压力和温度等参数,并将仿真压力与实验的测量数据进行对比,相对误差在合理的范围内,证明了该模型能够预测天然气发动机的缸内气体压力等重要的状态参数,为天然气发动机缸内工作过程的研究提供仿真基础。     

富氧助燃提高天然气发动机动力性能实验

天然气汽车发动机由于采用缸外预混合的燃料供给方式，导致动力性能下降，这是天然气汽车推广应用中的技术难题．富氧助燃技术具有优越的节能与环保效应，采用富氧助燃技术来提高天然气发动机动力性能经理论证明是可行的．通过大量的实验，研究了天然气发动机在5种不同进气氧浓度情况下的功率、扭矩和燃料消耗率等动力性能．实验结果表明，进气氧浓度的提高对天然气发动机动力性能的提高有显著影响：相同转速工况下功率和转矩随氧浓度增大而增大，天然气消耗率随氧浓度增大而减小．因此，富氧助燃技术能够提高天然气发动机动力性能．