采用谐振进气系统的汽油/LPG双燃料发动机

通过计算和台架试验,得出了能使一台汽油/LPG双燃料发动机外特性最大转矩值为最佳的进气谐振管长度。开发出进气谐振管长度二级可变系统,提出了控制策略。应用该系统后,双燃料发动机的额定功率与原机差不多,而最大转矩提高了11.9%(汽油)、4.9%(LPG),外特性最低燃油消耗率降低4g/(kW·h)(汽油)。最后分析了该机以汽油燃料和LPG燃料工作时谐振进气系统对外特性改善效果不同的原因。

质子交换膜燃料电池发动机空气系统仿真与试验研究

基于AMEsim分析软件建立了质子交换膜燃料电池发动机空气系统模型,对某高压燃料电池发动机台架的空气系统进行了仿真计算和试验验证。结果表明,仿真结果与试验结果基本吻合,具有明显的一致性,仿真研究能够为空气系统设计以及控制提供理论依据。

旁通阀开度对增压中冷CNG发动机性能影响的研究

采用定油量、定转速、定点火提前角、只改变旁通阀开度的试验方法,研究了不同混合气浓度下旁通阀开度对增压中冷CNG发动机性能的影响。试验结果表明,随着旁通阀开度的增加,排气压力在旁通阀小开度时明显降低,之后下降缓慢。当排气压力减小时,活塞推动气体排出燃烧室的负功减少,扭矩有所提升,燃气消耗率下降,经济性变好,燃气消耗率可降低5%左右。

内燃机进气压力的频谱分析

提出了分析内燃机进气压力频谱特性的方法,研究了气缸数目不同的内燃机进气压力频谱特性,探讨了进气压力频谱特性与发动机充气特性之间的关系.结果表明:采用谐振型进气管能明显地改善发动机的充气特性.

基于节气门修正函数CNG发动机瞬态空燃比仿真分析

分析了天然气发动机瞬态工况空燃比偏差较大的原因;提出了利用节气门修正函数,补偿每循环进入气缸的空气质量流量;基于Matlab/Simulink建立了发动机瞬态空燃比控制仿真模型。结果表明:瞬态工况下,节气门修正函数能够快速补偿空气质量流量,使空燃比能够迅速回到理论空燃比,该方法在实际工程中有一定的应用价值。

燃料电池空气供应系统非线性鲁棒控制

提出了一种质子交换膜燃料电池空气供应系统非线性鲁棒控制方法。控制目标是在阶跃负载电流条件下过氧比和电堆阴极压力调整到期望值,避免燃料电池空气供应系统出现氧气不足的现象,获得最大净功率。建立了面向控制的空气供应系统多输入多输出模型,针对空气供应系统模型中电堆阴极压力不能直接测量和模型具有非线性程度高、耦合性强、参数的不确定性大等特点,设计了非线性鲁棒控制方法,该方法包括微分观测器和基于反馈线性化的非线性鲁棒控制器。进行了仿真试验,验证了模型精度,并在负载电流阶跃变化和系统参数不确定的条件下,验证了微分观测器和燃料电池空气供应系统非线性鲁棒控制方法的鲁棒性和有效性。

气体燃料发动机进气调谐系统中新型电磁阀设计

发动机燃用气体燃料时,充气效率降低,使发动机最大功率及扭矩下降。为提高燃气发动机的动力性,可对其进气系统进行谐振增压。在进气调谐系统的开发中设计了一种新型阀门,该阀门与目前常用的阀门相比,流通阻力减小,结构简单,安装方便,更具实用性。改装后的发动机,最大转矩比原机至少提高了11.8%,最大转矩工况的燃油消耗率比原机降低了4g/(kW.h)。改装系统可适用于多种燃料发动机及汽油机。

基于负阀重叠EGR策略的HCNG发动机仿真

为降低HCNG发动机NOx排放,采用负阀重叠EGR策略,利用AVL-Fire软件对HCNG发动机不同进气门开启角(θIVO)下的进气过程和燃烧过程进行了三维仿真计算,对比分析了采用负阀重叠前后发动机缸内EGR分布和燃烧过程。仿真结果表明:负阀重叠EGR策略下,排气门关闭角(θEVC)固定为340°曲轴转角不变,当θIVO为380°曲轴转角时,既可避免发生回火又能保证一定的进气量及充气效率;采用负阀重叠后,在压缩冲程后期,缸内EGR率呈梯度分布(靠近火花塞位置EGR率较低),更有利于着火及火焰传播;采用负阀重叠可降低缸内最高燃烧压力及最高温度,但会减少进入气缸的新鲜工质,降低发动机功率;通过负阀重叠实现内部EGR可降低NOx排放,但会导致着火困难,燃烧速度变慢;提高点火能量可缩短着火落后期和燃烧持续期,加快燃烧速度。

天然气发动机进气道改进设计与性能仿真计算

利用仿真和试验相结合的手段,研究柴油机改制成气体机后其气道的改进方案及对发动机缸内流动的影响,并以此确定优化方案。试验结果表明,将螺旋气道改为切向气道之后,其流通性能变好,缸内气体湍动能增加,能够满足点燃式天然气发动机对缸内流动的需求,改善燃烧过程和发动机性能。

16V190燃气发动机MPC排气系统设计优化

为提升增压器效率,实现降低排气温度的目标,在计算剖析颜巴赫排气系统的基础上,针对颜巴赫机型主要关注排气损失和功率要求,排气总管设计较粗的特点,对国产16V190燃气发动机模件式脉冲转换(modular pulse converter,MPC)排气系统进行设计优化;在满足16V190功率设计要求的前提下,主要从排气管管径设计及排气支管缩口设计对16V190排气管进行对比设计和计算分析,结果表明:优化获得了较低的排温,达到了设计优化的要求。