低负荷工况下天然气发动机燃烧不稳定性分析

为了揭示过量空气系数φ_a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φ_a进行试验,利用整个循环缸内压力时间序列的相空间重构和循环变动系数(CCV)、指示平均有效压力(IMEP)和燃烧中点(CA 50)的返回映射、燃烧始点(CA 5)和燃烧终点(CA 90)的分布等对天然气发动机的燃烧不稳定性进行了定性和定量分析．结果表明:天然气发动机的燃烧过程呈现一定的混沌特性,随着φ_a的增加,滞燃期变长,循环变动系数增大,相空间吸引子轨线的分离程度增加,IMEP和CA 50的返回映射点分布越分散,燃烧不稳定性增强,混沌特性增强．并对φ_a影响天然气发动机燃烧不稳定性的原因进行了分析,为改善天然气发动机稀燃稳定性提供了理论依据．     

混合动力客车传动系扭振响应及其影响因素分析

以某型混合动力公交车传动系为对象,应用AMESim建立系统扭转振动仿真模型,并进行扭振响应计算与分析。根据公交车运行特点构造了一个包含起动、低速和高速运行以及停机过程的完整工作循环,计算得到了系统在该工作循环中的扭振响应,据此分析了典型结构参数或工况参数对扭转振动响应的影响。仿真结果表明,减振器的刚度和阻尼、离合器接合时压盘与从动盘的转速差都会直接影响传动系扭振响应。适当降低ISG电机起动力矩、限制传动系急加速和急减速阶段的加速度都能有效减低传动系扭振水平。     

高压共轨柴油机起动过程特点与优化方法的研究

提出了高压共轨柴油机起动过程中的共轨压力建立、转速升高过程和动态烟度三方面的特点，并以排气烟度为优化目标，提出了按转速进行分阶段考察和采用正交试验方法对起动过程喷油参数进行标定和优化的方法。试验是在一台6缸6HK1高压共轨柴油机上进行的。     

柴油机燃油系统电磁阀闭合始点及反馈控制策略

高速电磁阀是柴油机电控燃油喷射系统的关键部件,其闭合时间的精确评估直接影响喷射定时和喷油量的控制精度.以电控组合泵电磁阀为研究对象,通过建立由磁路、电路和阀芯动力学模型组成的电磁阀机理模型对电磁阀闭合过程进行研究.利用电磁阀闭合前后磁阻变化率突变的特性,设计出适合于电磁阀闭合时刻的检测的电路驱动逻辑,使电磁阀驱动电流曲线在闭合时刻呈现明显的转折点.在此基础上,始点识别算法通过对驱动电流进行监测实时提取电磁阀闭合时刻信息,燃油喷射控制策略依据该闭合始点的信息对燃油喷射进行实时反馈控制,修正实际电磁阀控制定时和控制脉宽,以消除电磁阀特性引起的喷油差异.试验结果表明,改进后的电路驱动逻辑能使电磁阀闭合始点在其驱动电流上表现出清晰的特征,始点识别算法能根据该特征精确地检测出电磁阀的闭合时刻,配合燃油喷射始点反馈控制策略可以消除因电磁特性引起的各缸喷油量不均匀的问题,从而提高燃油喷射的控制精度.     

面向控制的多次喷射柴油机仿真模型建模方法

基于累积燃油质量方法的燃烧模型,建立了多次喷射柴油机零维预测燃烧模型,考虑了燃油蒸发吸热、缸壁传热、化学能释放、泵功损失和摩擦损失,为满足实时性要求,对显式放热率和缸压进行了简化重构.将柴油机运行参数和一些衍生参数作为模型中各个因变量的候选自变量集,以幂函数为基础函数采用敏感度分析筛选出各个因变量对应的自变量集,并通过分析提出了一些改善措施,最终确定各个因变量和对应自变量集之间的映射关系.在稳态工况和重型车辆发动机瞬态测试循环(WHTC)测试了该模型的预测性能,并在ETASES910型快速原型设备上测试了该模型的计算耗时,结果表明:在稳态工况,对燃烧中心(MFB 50)、最高燃烧压力和平均有效压力的预测精度均方根误差(RMSE)分别为0.631°CA、0.182 MPa和0.015 3 MPa;在瞬态工况,其预测精度RMSE分别为1.2°CA、1.05 MPa和0.07 MPa;该模型计算耗时约为350μs,满足燃烧过程实时控制的要求.     

基于自适应模糊控制的共轨逐缸平衡算法研究

通过对共轨电控喷油器特性试验,发现影响喷油特性的因素较多,且因素之间关系复杂,因此,为保证喷油器性能的一致性及弥补静态补偿不足,提出基于自适应模糊控制的逐缸平衡算法,并利用MAT-LAB工具箱进行了仿真分析及C代码自动生成,最后控制算法嵌入到电控系统进行发动机台架试验。结果表明该算法效果明显,且控制鲁棒性较好,本控制算法的提出从软件上弥补了喷油器之间的不一致性,能实现喷油器在一定范围内互换。     

柴油机基于缸压的闭环反馈控制技术

为改善柴油机预混合燃烧(PCCI)模式下的燃烧稳定性和分缸均匀性,研发了基于缸压的闭环反馈控制技术.该系统采用由两个控制单元组成的分布式结构,燃烧状态解析单元(iCAT)实时采集发动机各缸缸压-曲轴转角数据,计算缸内燃烧状态指标如平均指示压力(IMEP)、50%放热点(CA50)等,并将结果通过CAN网络发送到发动机控制单元(ECU),ECU据此对喷油参数进行调整,以精确控制发动机的燃烧状态.试验在一台经过系统升级的4缸2.5,L高压共轨柴油机上进行,结果表明,iCAT实时计算精度与燃烧分析仪测量精度基本一致,与燃烧分析仪数据相比,IMEP最大偏差为0.53%,CA50最大偏差为0.33,°,CA,闭环控制后,无论是传统CI燃烧还是PCCI燃烧,燃烧稳定性和各缸不均匀性都得到明显改善.     

时间控制式电控燃油喷射系统驱动模块设计

研究了在系统功耗低,响应时间短,同时软硬件资源开销低等目标下的喷射系统电磁阀驱动方案,设计了基于双电压驱动和电流硬件自动调制的智能驱动器。以此为基础对基于电磁阀的喷射控制特点进行分析并建立了完整的喷射控制时序。通过曲轴瞬时转速预估算法将电磁阀响应时间转换为对应的曲轴角度,从而实现了对喷油提前角和喷油量的精确控制。试验证明该喷射驱动模块能完全满足电控柴油机在不同工况下的运行要求。     

4G200柴油/天然气双燃料系统控制与优化

通过保留原机柴油供给系统和原机电控系统,加装天然气供给系统和双燃料控制系统,在一台4缸高压共轨柴油机4G200上构建了一套柴油/天然气双燃料系统,该系统利用高压喷射的柴油来引燃天然气。通过双燃料电控单元和原机电控单元协调,该双燃料系统能工作在旁路模式、跟随模式、双燃料模式和独立控制模式。通过台架标定和优化,该双燃料系统质量替代率最大为87%,最小为62%;中大负荷时双燃料系统效率更高,双燃料系统最高工作效率为114.6%。     

柴油发动机燃烧模式切换控制策略

针对柴油机低温燃烧/压燃(LTC/CI)燃烧模式切换过程中的瞬态控制问题,提出并开发了组合燃烧模式下的燃油系统和空气系统协调控制策略。实验结果表明,采用油气协调的控制策略,燃烧模式切换快速平稳,保证了LTC的减排效果。