电控汽油-压缩天然气（CNG）两用燃料发动机匹配标定研究

论文摘要

在石油危机和环境污染的双重压力下,以天然气作为燃料的清洁能源汽车越来越受到人们的重视。鉴于我国目前天然气发动机技术和天然气加气站的发展现状,电控汽油/CNG两用燃料发动机得到了广泛使用。在应用电控系统对发动机进行控制的同时,为了使汽油/CNG两用燃料发动机获得较好的动力性、经济性和排放性,保持良好的工作稳定性,对其天然气系统与发动机进行匹配,对控制参数进行标定显得尤为必要。本文基于4RB2汽油机标定实验台架,借助已有的电控汽油发动机匹配标定成果,在天然气供给系统上配置先进的RSI顺序喷射系统,相比于传统的混合器供气系统,控制方式更为先进、操作简单、响应更快;由于天然气混合气火焰传播速度低,而天然气辛烷值高,可通过适当增大点火提前角来提高发动机的动力性能,因此本文应用了点火提前器;采用可视化标定软件,实时在线修改各Mapping值,完成了电控汽油/CNG两用燃料发动机天然气系统的台架匹配标定。本文的匹配标定结果为:减压调节器出口喷气压力为150kPa;最大负荷时,各转速的扭矩达到原机的87%;同一负荷下,发动机燃用CNG的能耗比燃用汽油的低;HC排放和CO排放大大降低,NOx排放略低。完全达到了预期的目标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 天然气汽车在国内外的发展现状
• 1.2.1 天然气汽车在国外的发展现状
• 1.2.2 我国天然气汽车的发展现状
• 1.3 天然气汽车发动机技术发展及问题
• 1.3.1 世界车用天然气发动机技术的发展
• 1.3.2 我国车用天然气发动机技术的发展及问题
• 1.3.3 车用天然气发动机技术发展趋势
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 标定系统总体设计
• 2.1 两用燃料发动机匹配标定的相关概念
• 2.2 标定系统的功能分析
• 2.3 汽车发动机标定系统的发展现状
• 2.4 标定系统总体设计
• 2.4.1 天然气系统的匹配
• 2.4.2 控制参数的标定
• 2.4.3 可视化的标定软件
• 2.5 本章小结
• 第三章 实验装置与数据处理
• 3.1 实验装置
• 3.2 数据处理
• 第四章 匹配标定原理
• 4.1 顺序喷射天然气系统结构和工作原理
• 4.2 系统主要元件匹配
• 4.2.1 减压调节器的匹配
• 4.2.2 喷气阀的匹配
• 4.3 标定软件
• 4.4 主要控制参数标定
• 4.4.1 两用燃料发动机燃气控制方式
• 4.4.2 喷气压力的标定
• 4.4.3 喷气脉宽的标定
• 4.4.4 点火提前角的标定
• 4.5 本章小结
• 第五章 实验结果及分析
• 5.1 实验条件
• 5.2 主要影响因素的分析
• 5.2.1 喷气位置和天然气流向对扭矩的影响
• 5.2.2 喷气脉宽的影响
• 5.2.3 喷气压力对动力性的影响
• 5.2.4 点火提前角对动力性和排放的影响
• 5.3 外特性研究
• 5.3.1 外特性扭矩对比
• 5.3.2 外特性燃料经济性对比分析
• 5.3.3 外特性排放对比分析
• 5.4 负荷特性研究
• 5.4.1 燃料经济性对比分析
• 5.4.2 排放对比分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢