氧传感器响应变慢自适应空燃比闭环控制方法研究

分析了汽油发动机空燃比闭环PI控制器的数学模型,提出了自适应空燃比闭环控制算法,研究了阶跃型氧传感器响应变慢对汽油机空燃比和排放的影响。研究结果表明:当氧传感器信号从稀到浓变慢时,过量空气系数相对于正常值会减小,同时HC和CO排放浓度会增大;当氧传感器信号从浓到稀变慢时,过量空气系数相对于正常值会增大,同时氨氧化物(NOx)排放浓度会增大。试验结果表明:设计的自适应空燃比PI控制器减小了在氧传感器响应变慢时过量空气系数偏离正常值的幅度,能够减少有害气体排放。     

加热式氧传感器在点燃式发动机空燃比测量中的应用研究

根据点燃式发动机排气中的氧含量推导了计算进入发动机缸内混合气空燃比的公式 ,分析了排气中氧含量的测量误差及燃料组成对空燃比测量误差的影响 ,并把理论公式的计算值与加热式氧传感器空燃比仪的测量值进行了比较 ,结果表明两者非常吻合。另外 ,加热式氧传感器空燃比仪在试验用点燃式发动机上的测量结果表明 ,试验用发动机的空燃比变化范围在± 1个空燃比单位内     

天然气发动机空燃比的自适应控制研究

提出一种新的天然气发动机空燃比自适应控制策略。通过对空燃比实施抖动形成寻优控制因素的变化，测量发动机转速波动差作为寻优控制响应的判据，实现以燃料经济性为寻优目标的闭环优化控制，并用于现有氧传感器无法使用的稀燃天然气发动机。通过软件和硬件控制系统设计，尤其是抗干扰设计，在一台单缸天然气发动机上进行应用，验证了其可行性。     

基于OBD系统故障模拟装置的开发与研究

基于OBD系统必须监测的失火故障及氧传感器故障,提出了1种新型的失火方式及氧传感器故障模拟方式,设计并开发了1套集失火故障模拟和氧传感器故障模拟于一体的故障模拟装置。通过台架试验和实车试验验证了故障模拟装置的可靠性、准确性及通用性,研究了失火故障对发动机转速、空燃比的影响和氧传感器故障对空燃比的影响。结果表明:在发动机转速分别为1500 r/min和2500 r/min、节气门开度为20%时,以2%和4%的失火率来控制发动机失火时,失火控制精确;空燃比因气缸失火而升高;不同氧传感器故障对空燃比的影响程度有所区别,时间延迟对空燃比的影响最明显。     

煤层气发动机空燃比控制方法与策略的研究

本文研究了煤层气发动机不同工况下空燃比控制方法与控制策略,针对发动机不同工况分别在ECU中采用了开环控制方案和基于氧传感器的PID闭环控制方案;特别针对发动机的进气系统特点提出了双阀控制策略,并采用了比值控制方法。实验表明,空燃比控制方案改善了发动机内的燃烧状况,符合不同工况下的空燃比控制要求。     

机组用天然气发动机开发

以某V型增压水冷柴油机为原型机,新开发HC8V132G机组用天然气发动机。对柴油机进行冷却系统、燃烧系统、进气系统等重新设计,匹配燃气供给系统、点火系统和电控系统。对发动机进行了传感器和性能标定。采用高效稀薄燃烧控制策略,通过氧传感器采集尾气中的O_2含量计算空燃比,控制燃气Trim阀开度,实现燃气进气量的调整,完成发动机实际空燃比和设定空燃比闭环控制。试验结果表明,新开发的机组用天然气发动机达到了功率设计要求。     

空燃比对LPG发动机排放特性影响的研究

介绍了与叉车配套的柴油机改装成燃用液化石油气（LPG）发动机的台架试验结果，作者针对叉车发动机的常用运行工况，采用宽域空燃比氧传感器（UEGO）的电控单元来控制发动机的空燃比，得到了在中，高转速下的HC，CO，NOx，排气温度同空燃比的关系，试验结果表明空燃比对LPG发动机排放影响极大，为了得到较好的排放性能，需要随工况的变化精确地控制空燃比。     

车用汽油机过渡工况空燃比的先进控制策略

详细论述了国内外汽油机过渡工况空燃比的滑模控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制的结构，分析了各种控制方法的优点和局限性。提出了一种基于信息融合的汽油机过渡工况空燃比控制策略，该方法同时监测汽油机节气门变化过程中节气门位置、进气流量、发动机瞬时转速和进气管内压力等动态参数及其变化率等信息，并进行信息融合处理，导出反映汽油机过渡工况空燃比的有效特征信息，减小过渡工况时油膜及氧传感器对空燃比控制的影响，实现过渡工况空燃比的精确控制。     

基于喷射量波动的燃气发动机空燃比自适应控制器设计

为降低燃气喷射量波动对空燃比的影响,设计基于喷射量波动的燃气发动机空燃比自适应控制器。采用李雅普诺夫方法来确定控制律参数,利用Matlab/Simulink仿真平台,搭建天然气发动机空燃比控制模型。通过仿真验证3种运行工况下该自适应控制器的有效性。结果表明,当发动机燃气喷射量波动时,自适应控制器可以将燃气发动机的空燃比控制在理想值附近,有效降低燃气喷射量不确定对空燃比控制精度的影响。     

压缩天然气发动机电控系统的开发

针对一台压缩天然气点多顺序喷射发动机开发了一套电控系统。电控系统精确控制各缸的点火提前角，天然气喷射量和喷射时刻，利用氧传感器实现闭环控制，将实际空燃比控制在理论空燃比附近，从而通过三元催化剂控制排放。发动机采用电控表现出良好的动力性和排放性能。     

基于氧传感器信号的用于研究空气/燃料比率变化的统计方法

给出了火花点火式发动机排气氧传感器(EGO)输出信号的实验结果.实验中采用V6、3.8 L、BUICK发动机且每个气缸中安装有一个氧传感器,以研究影响发动机消耗燃料的因素.应用LabView数据采集装置记录单个气缸废气以及主流尾气氧传感器的输出电压信号.对来自6个气缸变量的平均值采用统计的方法进行处理后,并与主流的EGO电压进行比较,确定了产生系统误差的因素.对左右两侧气缸信号平均值的差别进行比较发现,采用此种排气管结构的气缸中空气-燃料混合气平均值存在一些明显差别.根据数据和图表解释了统计的结果.研究表明,V字形排列的发动机两侧的气缸的空气和燃料混合气是不同的;在低速、高负荷和高辛烷燃料的情况下,右侧气缸具有比较稀的混合气;而在某些情况下两侧气缸具有相同的混合气.基于统计估计的方法,提出了一个可以用于估计V字形排列发动机左右两侧气缸中空气-燃料混合气的简单模型.此方法还可以应用于分析进气管和排气管的缺陷.     

开关型废气氧传感器稳态非线性输出特性的建模研究

为了获得开关型废气氧（EGO）传感器的静态模型,使之可以用于发动机空燃比闭环控制系统的设计和分析。在发动机实验台上,采用比较法对EGO传感器进行了稳态标定实验。根据所得到实验数据,利用分段多项式法和非线性回归分析法建立了传感器的静态模型,并通过实验数据对模型进行了验证。研究结果表明,利用非线性回归法建立的模型具有更高的预测精度,所建模型可以作为一个静态非线性环节用于空燃比闭环控制系统的仿真研究。     

开关型废气氧传感器稳态非线性输出特性的建模研究

为了获得开关型废气氧(EGO)传感器的静态模型,使之可以用于发动机空燃比闭环控制系统的设计和分析。在发动机实验台上,采用比较法对EGO传感器进行了稳态标定实验。根据所得到实验数据,利用分段多项式法和非线性回归分析法建立了传感器的静态模型,并通过实验数据对模型进行了验证。研究结果表明,利用非线性回归法建立的模型具有更高的预测精度,所建模型可以作为一个静态非线性环节用于空燃比闭环控制系统的仿真研究。     

三效催化转化器与电控汽油机匹配的研究

在试验的基础上考察和分析了氧传感器中值电压修正和空燃比波动的调整对排放特性的影响。分析和试验结果表明：两对发动机的排放均有很大的影响;对两的合理匹配,可显地降低排放。     

船用共轨柴油机燃油喷射系统控制策略研究

根据船用柴油机在控制目标、控制范围、控制方法与运行环境等方面的特点,以满足船用柴油机动力性、经济性和排放性能为目标,提出了船用共轨柴油机燃油喷射系统中轨压、喷油量、喷油正时及喷油率的具体控制策略,为船用共轨柴油机电控系统的设计提供参考。     

发动机排气噪声自适应有源消声系统的设计与试验研究

针对发动机排气噪声的特点,选取与噪声基频相关的振动和点火信号作为控制器参考信号,以Filtered—X LMS算法作为调节自适应滤波器各权系数的基本依据,并采用外加抖动信号的次级通道在线自适应建模方式,建造并实现了相应的试验系统。在所设计的有源消声试验台架上,对SUZUKI AX-100摩托车发动机排气噪声进行了有源消声试验,在400Hz以下取得了30dB以上的降噪效果。     

天然气发动机神经网络控制策略及试验研究

天然气发动机本身具有低排放的特点,所以不需要由排放参数反馈修正发动机的空燃比,减少了控制的反馈系统。传统的混合器式天然气发动机无法高精度地控制发动机的空燃比,采用神经网络控制理论对天然气发动机的空燃比实施控制,使其空燃比始终保持在理论空燃比高精度的状态,提高了天然气发动机的性能。以175F天然气发动机为例,试验结果表明:采用神经网络控制的天然气发动机的性能高于混合器式天然气发动机。