甲醇/柴油双燃料发动机燃烧与排放特性研究

文章在一台增压中冷高压共轨电控发动机上研究低、中负荷工况下替代率、喷油正时对双燃料发动机燃烧及排放特性的影响。研究结果表明:低负荷工况下,双燃料热效率低于纯柴油,不完全燃烧现象增多,碳氢化合物(THC)、一氧化碳(CO)、未燃甲醇和甲醛排放均随着替代率的上升而上升,随着喷油正时的提前,双燃料模式的热效率有所改善,THC、CO、未燃甲醇和甲醛排放降低,氮氧化物(NO x)排放急剧上升;中负荷工况下,随着替代率的升高,由于过多的甲醇降低了缸内初始温度,使得缸内燃烧恶化,热效率先升高后降低,随着喷油正时的提前,THC、CO、未燃甲醇和甲醛的排放有所降低,但降低幅度小于低负荷工况,同时喷油正时的提前会导致NO x排放急剧增加。

电励磁双凸极电动机三相六拍控制策略研究

以12/8极电励磁双凸极电机(doubly salient electro-magnetic motor,DSEM)为研究对象,分析其电动运行的工作原理;在对其三相三拍(three-phase three-state,TPTS)控制的研究基础上,提出了三相六拍(three-phase six-state,TPSS)控制策略,并对其控制原理进行了分析。最后,以37 kW、12/8极DSEM为例分别对上述两种控制策略进行了仿真和实验验证。结果表明,与传统的控制方式相比,采用三相六拍控制策略有助于提高电机输出转矩,抑制转矩脉动,使电机具有良好的起动性能。

电励磁双凸极电机的提前角度控制

分析了提前角度控制能提高双凸极电机出力的内在机理,并得出了提前角度控制,标准角度控制与输出功率之间的内在关系,提出了软件换相控制加硬件角度细分的提前角度控制实现方法,确定了转速与最佳提前角度值的关系表。运用上述方法对18kW起动/发电机进行试验,结果表明:理论与试验结果一致,基于转速变化的提前角度控制可以实现双凸极电机的最佳运行。

电励磁双凸极电机角度提前控制的分析研究

双凸极电机采用标准角度位置控制时 ,在高速运行换相时 ,电流的上升率较小 ,制约了电机的输出转矩和功率。转子角度位置提前控制对双凸极电机特别是高速运行时的输出转矩和输出功率有很大的影响 ,本文详细分析了电励磁双凸极电机角度位置提前控制的关系对电机性能的影响 ,并给出了提前角度与与输出转矩和输出功率之间的关系 ,实验结果表明适当的角度提前控制可以有效地提高电机高速运行时的输出转矩和输出功率。

点火提前角对通用小型汽油机缸内燃烧及排放的影响

以168F汽油机为样机,由原机磁电机电感无触点式点火系统改装为开环电控点火系统,实现点火提前角的柔性控制,以美国环境保护署(EPA)第三阶段排放法规为目标,研究点火提前角对通用小型汽油机缸内燃烧及排放的影响。研究发现增大点火提前角,缸内最大燃烧压力和最高燃烧温度增大,其分别对应的曲轴转角均提前;燃烧循环波动先减小后增大,氮氧化合物(NOx)和碳氢化合物(HC)排放值均增大。依据美国EPA第三阶段排放法规的排放限值和试验方法,对电控汽油机不同工况的点火提前角进行了优化,保持原机标定功率值,以降低排放为主要目标,兼顾经济性和工作稳定性,形成了168F汽油机最优点火提前角脉谱图。试验结果表明应用该脉谱图后,整机综合性能优化,实现点火提前角的柔性控制,汽油机整机实测一氧化碳(CO)、HC、NOx排放分别下降了6.6%、11.2%、15.8%。

双定子电励磁双凸极电机的起动控制

研究双定子电励磁双凸极电机的起动控制,改进电机结构,降低了起动时的转矩脉动。在理论分析的基础上利用基于转速变化的阶段性角度控制方法:低速采用标准角度控制;中高速采用角度随转速变化的提前角度控制,可提高电机在该速段的输出转矩。完成了18kW电励磁双凸极起动/发电系统的样机制作,对系统进行了相关的前期实验及配套航空发动机对发动机进行冷热开车实验。实验表明:该系统的起动控制策略正确有效,起动转矩平滑,所需电源容量小,效率高,具有良好的起动性能。

STRATEGY AND IMPLEMENTATION FOR HIGH-SPEED TORQUE ENHANCEMENT OF BRUSHLESS DC MOTOR

Serious commutation lag occurs when a Brushless DC Motor(BLDCM) operates at high speeds,and this leads to torque decline with ripple.In this paper,an advanced conduction control scheme is proposed which can accelerate the commutation and enhance the torque production remarkably.Besides,an on line adjusting algorithm based on the Golden Section Method is adopted to search the optimal advanced conduction angle.Simulation and experimental results verify the feasibility and effectivity of the scheme proposed.

特厚煤层仰采综放工作面过断层应力分布与围岩控制

针对特厚煤层仰采综放工作面过断层时煤壁片帮及冒顶严重、围岩难以控制的问题,结合济宁二号煤矿10301工作面地质条件,采用理论分析的方法得出工作面过断层时要采取的合理措施,并通过数值模拟方法得出工作面过断层时的应力、塑性区演化规律。结果表明:仰采工作面过断层时超前15 m破底、下扎角为11°的方式推过F49断层最为合理;工作面推进至断层35 m时,超前支承应力峰值逐渐增大并向煤壁侧靠近,易造成煤壁片帮;与此同时,断层活化程度逐渐增强,基本顶超前垂直应力峰值增加,周期来压步距减小,顶板不易控制;当工作面推进至断层15 m时,工作面上方岩层塑性区开始逐渐导通断层,直至揭露断层时完全导通,研究结果提出了加强放煤控制、顶板管理措施,能确保10301工作面顺利通过断层。

无刷直流起动/发电系统的起动控制

介绍了用于某型飞机的无刷直流机载起动/发电系统。该系统的起动/发电机采用电励磁双凸极电机,文中通过改进电机结构降低了起动时的转矩脉动,在理论分析的基础上提出了基于转速变化的阶段性角度控制:低速采用标准位置查询起动,中高速采用随转速变化自动改变提前角的角度控制方式,使起动机工作在最佳状态。最后,完成了18 kW无刷起动/发电系统的样机制作及航空发动机的冷开车试验。试验表明:该系统的起动控制策略正确有效,起动转矩平滑,所需电源容量小,效率高,具有良好的起动性能。

汽车发动机的爆震分析与控制

本文对发动机爆震现象的产生原因、检测手段和利用电子控制系统防止爆震的方法进行了剖析研究。简述了电控系统的组成、控制原理和控制软件。电子控制使汽车发动机的动力性能。

HCNG发动机排放特性分析

对EQD210N—20天然气发动机燃烧HCNG(氢气—天然气混合燃料)时的排放特性进行了试验和分析。试验结果表明,CO的排放浓度受燃空当量比、点火提前角、进气管绝对压力和燃料成分的影响较大;HC排放浓度有随掺氢比的增大呈降低的趋势,提高进气管绝对压力,点火提前角对HC排放浓度的影响减弱;天然气掺氢气后NOx排放升高。

关于发动机点火提前角优化控制研究与仿真

发动机的初始点火提前角标定可能与实际运行过程中的最佳点火提前角存在着偏差,影响系统的稳定性。以往多采用直接标定或神经网络等方法对点火提前角进行标定,但都很难使发动机各个工况下达到最佳点火提前角。针对上述问题提出一种采用GA模糊控制的点火提前角自寻优标定方法并建立发动机的平均值模型,在发动机平均值模型基础上增加点火提前角自寻优模块,运用GA模糊算法并在MATLAB/Simulink环境下对点火提前角进行自寻优标定仿真。仿真结果表明改进方法能够修正点火提前角并节省标定时间,使发动机在不同工况下都具有最佳点火提前角,从而提升发动机的运行效率和燃油经济性。

小型通用汽油机排放的研究

以168F汽油机为样机,通过改变点火提前角和混合气浓度供给实测了样机的功率、油耗和排放数值。通过发动机示功图采集和放热规律计算,研究了点火提前角和混合气浓度对样机工作过程的影响,探讨了与样机匹配的点火提前角和混合气浓度的最佳值。通过上述试验研究和理论分析,在不使用尾气催化转化器的情况下,使得样机达到EPA第二阶段排放限值,并且具有达到EPA第三阶段排放限值的潜力。

利用EGR控制甲醇发动机负荷

将一台2,L柴油机改装成点火式甲醇发动机,在该发动机上做了仅利用EGR(废气再循环)控制负荷的试验研究.试验时节气门全开,仅用废气和甲醇喷射量来调节负荷.试验中选择了多个点火提前角,寻找了每个点火提前角下的爆震对应的最小EGR率和转矩波动对应的最大EGR率,以及利用EGR可控的负荷范围.结果显示,在18,°CA BTDC点火时最大转矩达到153.4,N.m,在39,°CA BTDC点火时最小转矩达到55.5,N.m;点火提前角增大,最小EGR率逐渐增大,最大EGR率先增大后减小;点火提前角增大,最大转矩逐渐降低,最小转矩先增大后减小,且中间有波动;通过油耗分析,发现功率在14,kW以上,可以通过调整点火提前角来降低燃料消耗率,而功率小于14,kW之后通过调整点火提前角降低燃料消耗率不明显.

A/F闭环控制区域基本点火提前角优化研究

讨论了A/F闭环控制区域的特点,提出了初选点火提前角集合的概念。根据发动机台架试验结果,分析了电控汽油机工况对初选点火提前角集的影响,点火提前角对电控汽油机主要性能影响,介绍了基本点火提前角优化的一般原则。

汽油机电控系统稳态工况匹配标定研究

建立了LJ276M汽油机电控系统标定用试验台架,论述了汽油机电控系统稳态工况参数标定的步骤。汽油机电控系统的控制参数喷油脉宽和点火提前角是影响发动机性能的关键,通过对LJ276M汽油机稳态工况电控参数精细寻优标定,获得了相应的喷油脉宽MAP图和点火提前角MAP图,通过加装精细标定的电控系统发动机与原化油器式发动机的台架对比试验,验证了其功率及转矩平均提高5%,燃油消耗率降低4%。

两用燃料发动机燃气ECU点火系统软件设计

基于PIC单片机开发了电控多点顺序喷射两用燃料点火提前角调节系统。燃气ECU通过对原车曲轴转角信号的捕捉,采用软件中断结合定时器跟踪的方法调节曲轴传感器G信号的时刻位置,配合汽油ECU点火控制。可根据当前工况实时改变点火提前角,从而使发动机在各种工况下均能够达到最佳性能。实现了点火提前的数字化控制。该系统应用在CNG/汽油两用燃料发动机上,通过转鼓工况试验,验证该点火系统改进了发动机的动力性和排放性,并达到了欧Ⅲ排放标准。

单绕组磁悬浮开关磁阻电机控制策略

针对瞬时悬浮力与瞬时转矩非线性强耦合的特点,分析了单绕组磁悬浮开关磁阻电机的运行机理,以提高电机动态运行性能为目标,提出瞬时悬浮力与平均转矩分相产生的控制策略。构建单绕组磁悬浮开关磁阻电机悬浮力与平均转矩的数学模型,运用等效电流法,将实际控制电流等效为转矩电流和悬浮电流。引入超前角θm,考虑磁饱和因素,分析推导出θm计算流程,得到电机运行控制策略。有限元和simulink仿真的结果表明当电机转子发生偏心时,采用所述控制策略,转子可以在极短的时间内恢复到平衡位置,闭环系统具有良好的动静态性能。

电子干扰下遥控导弹的火力控制方法

针对现代空中作战向信息战与电子战方向演进的特点,提出基于干扰状态判断遥控导弹的火力控制方法。该方法通过对自身受干扰状态的判断确定相应的控制策略,当导弹未受干扰时,利用目标的位置信息,采用最短路径对目标进行攻击;当导弹受到干扰时,利用目标的方位信息,采用恒前置角方法对目标进行攻击,所选用的前置角为目标发射干扰前导弹攻击目标的前置角。理论分析与仿真结果表明,采用该火力控制方法后,即使目标发生机动,遥控导弹也能正确攻击到目标。

基于南方摩托157FMI汽油发动机的点火提前角调节装置的研制

基于南方摩托157FM I汽油发动机,现研究开发了一种以单片机为核心的、能控制发动机点火提前角的系统。该系统既能实现发动机点火提前角的计算与调节,还可以在发动机自主运行与该系统控制运行之间进行切换。该系统配合火花塞离子电流检测装置,可以实现对不同火花塞热值进行测试比较的目的。