多级闭环的燃气发动机管理策略研究

针对重型增压燃气发动机的控制要求和更高的排放标准,采用以转矩为核心控制发动机进气量和燃料喷射量的方法,设计多级闭环的燃气发动机管理系统。发动机台架试验结果表明,通过对转矩、空燃比、增压废气阀和电子节气门(Electronic Throttle Valve Control,ETC)等的多级闭环控制,改善了发动机的动力性和燃料经济性,达到了国Ⅴ排放水平。

某天然气发动机的性能分析与参数优化

与汽油机和柴油机相比,天然气发动机在动力性和经济性方面有较大的差距。为了改善天然气发动机的动力性和经济性,需要对发动机的参数进行分析以及优化。建立了某型天然气发动机的仿真模型,对发动机动力性和经济性进行了仿真计算。并利用发动机台架性能测试试验结果对仿真模型进行了校核,发现模型最大误差小于5%。在此基础上,分析了发动机部分参数对性能的影响;利用DOE(design of experiment)优化工具,对发动机的压缩比、进气歧管长度以及进气门最大升程凸轮角3个参数进行了联合优化。结果表明:优化后发动机转矩和功率最高提高了1.3%,比油耗减少了1.2%。

基于试验设计的天然气发动机参数优化

以某款增压中冷天然气发动机为对象,搭建了一维模型并进行了试验验证,在此基础上对发动机的空燃比、点火提前角、配气相位以及压缩比对发动机的影响进行分析。使用试验设计的方法进行抽样,建立了发动机的响应面模型。使用多目标遗传算法对空燃比、点火提前角、配气相位以及压缩比进行了优化。优化后的扭矩提高了3.61%,燃气消耗率降低了1.90%,NOx排放降低了32.74%,HC排放降低了21.17%,CO的浓度略大于NOx的浓度,有利于NOx的进一步后处理。

柴油引燃天然气双燃料发动机性能试验研究

针对柴油/天然气双燃料发动机的动力性、燃料经济性和排放特性,采用十三工况法,在WP10.336型柴油机上进行柴油/天然气双燃料与纯柴油的性能与排放对比试验研究,试验中柴油替代率为88%~97%,满足微量柴油的要求。结果表明,双燃料模式下动力性基本不变,但热效率会降低,排放减少,同时HC和CO2排放明显增加。