单燃料天然气发动机控制系统设计与试验研究

以单缸汽油机为对象，研制了天然气发动机单燃料电控喷射系统，进行了发动机供气系统设计、点火系统改进、空燃比优化、电控系统研制及发动机控制参数匹配试验等研究工作，试验结果表明，采用天然气电控缸内直喷技术可有效提高发动机的充气效率，使天然气发动机的功率基本恢复到原汽油机的水平。     

汽油发动机计算机管理系统研究

研究了汽油机电子燃油喷射系统的结构与工作原理，将计算机管理的电子控制回路与传统的化油器的性能进行了比较。指出了计算机技术和控制技术相结合是今后汽油机的发展方向。     

无节气门汽油机质调节负荷控制特性研究

采用歧管喷射燃油质调节负荷控制方式,研究无节气门小排量单缸汽油机的负荷控制特性。通过对改造无节气门汽油机开展对标原机动力性的负荷控制喷油标定,采用多目标优化方法得到全工况最佳燃空比和点火提前角控制参数MAP图,结合三维数值模拟对比分析无节气门汽油机质调节负荷控制对缸内流场及燃烧过程的影响特性。结果表明：与带节气门原机相比,在3 000 r/min最大扭矩转速,30%节气门开度负荷工况,无节气门汽油机有效燃油消耗率降低20.1%,指示热效率提高24.9%,缸内循环平均湍动能增加,且中小负荷工况能燃用更稀薄混合气,但会导致火焰传播速度变慢,燃烧持续期延长,使NO_x和HC排放增加。     

基于cRIO的高压燃油多次喷射试验系统开发

高压燃油多次喷射是实现各类汽油机及柴油机循环效率与尾气排放优化的关键。基于CompactRIO硬件平台,通过使用高压气源、气液泵、高压共轨、轨压传感器、高压喷油器及各类I/O模块设计开发了高压燃油多次喷射试验系统。经过基于高速摄影机、纹影法及长管法等测试系统的验证,所开发的高压燃油多次喷射试验系统可以实现10～320 MPa的喷射压力、同循环5次燃油喷射,可满足未来汽油机及柴油机缸内高压燃油多次喷射过程的控制与测试需求。     

基于进气调节的汽油机空燃比控制系统研究

针对单缸汽油机进行了结构改进,设计了用于空气调节的电子节气门机构,制定了各个工况下的空燃比控制策略,并对发动机的控制参数进行了优化,开发了发动机空燃比控制系统,实现了喷油和进气量的联合控制.台架试验结果表明,采用进气调节系统后,发动机动力、经济性和排放指标得到了显著的改善.     

车用甲醇燃料发动机整机性能研究

以仿真计算、理论分析为主,基于样机参数构建汽油机仿真模型,并通过改变燃料、压缩比和负荷控制方式将原模型改进为高压缩比甲醇发动机模型。在经济工况(2 000 r/min,60%负荷)计算分析了甲醇和汽油2种燃料发动机运行特性的差异。结果表明:甲醇发动机通过进气晚关角调节负荷,可提高进气压力、减少泵气损失;较好抗爆性使其能匹配更高的几何压缩比,而高压缩比甲醇发动机使燃烧放热速率更快,输出转矩和有效热效率均优于汽油机。通过优化匹配这些重要因素,为进一步优化甲醇发动机的工作性能和推动甲醇燃料作为汽油的替代燃料提供理论参考。     

水喷射真空泵真空管路和尾管的安装改进

为了提高水喷射真空泵的真空度和抽气量,正确合理的使用水喷射真空泵,通过对水喷射真空泵工作原理的分析,结合实际安装使用中存在的问题,从真空管路连接管的尺寸和尾管的长度方面提出了水喷射真空泵安装中需注意的问题。     

利用虚拟仪器技术实现双燃料发动机电控乙醇喷射系统的优化控制

利用虚拟仪器技术,设计出了一套电控乙醇喷射系统.通过虚拟仪器软件—LabVIEW编程,完成传感器信号采集和乙醇喷射控制信号的输出,实现了乙醇喷射量和喷射时间的优化控制.     

天然气汽车的动力性能与排放性能研究

研究了天然气汽车的动力性能与排放性能,对改装的492QC天然气发动机和原发动机(燃用汽油)的扭矩、功率等进行了测量.实验结果表明:当由燃烧汽油变换为燃烧天然气时,发动机的扭矩、功率下降非常大;增大点火提前角可使发动机的动力性能得到改善,但发动机NOx,总碳氢THC,CO及CO2的排放污染明显减少.     

车用汽油机排放污染及控制技术

文章介绍了汽油机排放的形成、危害及其控制所采用的主要技术措施,指出电子控制燃油喷射和三元催化转换器的联合使用是目前最有效的使用方案。OBD-Ⅱ技术从保证发动机工作状况的角度保证了排放的正常水平。代用燃料发动机、混合动力装置、稀薄燃烧发动机是目前的研究热点,为将来汽油机排放问题的解决提供了新的可能途径。     

电控液化石油气单缸发动机试验研究

对188型单缸发动机燃用液化石油气(LPG)的性能进行了试验研究.改进设计了LPG供气系统和原机点火系统,标定了LPG喷射器的流量特性,分析了不同压缩比、点火角对发动机性能和排放的影响规律.借助设计的控制系统实现了发动机各个工况下喷气量和点火定时的控制,并通过试验对发动机燃用汽油和LPG两种情况下的性能进行了对比分析.结果表明,改进后的电控LPG单缸发动机经济性得到了提高,排放性也得到一定的改善.     

降低汽油机怠速排放污染物的研究

本文从未燃 HC 和 CO 在发动机内的形成机理入手分析了影响汽油机怠速排放污染物的主要因素。通过试验找出了诸因素对怠速排放污染物浓度的影响规律,如混合气质量,点火,发动机转速,冷却水温度及燃烧室表面积炭等。在试验研究的基础上,提出了降低在用汽油车怠速排放污染物浓度的方法。     

小型汽油机恒转速QFT鲁棒控制

给出了某小型无人直升机汽油发动机的恒转速鲁棒控制。根据阶跃响应,可辨识得到用于控制器设计的发动机线性区间模型。针对该模型具有不确定性以及进气-做功之间存在时变时滞等特点,采用基于定量反馈理论(QFT)的鲁棒控制方法实现发动机的恒转速控制,使其在严重的负载扰动条件下能准确地跟踪期望的发动机转速。仿真结果表明,该控制器动态响应速度快、对旋翼总距变化等干扰抑制作用强,能使发动机转速稳定在目标转速允许误差范围内,并具有一定的鲁棒性。     

汽油发动机瞬态工况油膜参数辨识的研究

以四冲程汽油发动机为研究对象建立瞬态工况下油膜模型,用最小二乘递推算法对油膜参数进行辨识计算研究;建立了发动机空燃比的仿真模型。将辨识结果模型进行某瞬态工况空燃比仿真,并和实际发动机试验采集的空燃比进行对比。结果表明,最小二乘递推算法所辨识的油膜参数精确度较高,能满足实际控制要求,证明该辨识算法辨识油膜参数的实用性。     

油藏各向异性对鱼骨状分支井产能影响分析

为了研究油藏各向异性对鱼骨状分支井产能的影响,基于空间变换理论将各向异性渗透率空间转换为各向同性渗透率空间,并应用鱼骨状分支井渗流模型进行产能预测。结果表明：油藏各向异性会导致鱼骨状分支井等压线分布发生明显偏转,各向异性程度越大,偏转越明显;水平面内垂直于主井筒方向的渗透率对鱼骨状分支井产能起决定作用,水平面内平行于主井筒方向的渗透率起次要作用;当水平面内渗透率各向异性较为明确时,应选择主井筒方向与最大渗透率方向垂直;当水平面内渗透率各向异性不明确时,选择的分支角度越大,越能消除水平面内渗透率各向异性不确定性带来的影响。     

无人直升机发动机恒转速广义预测控制

采用基于受控自回归积分滑动平均值模型的广义预测控制和总距前馈补偿相结合的复合控制策略设计恒转速控制器,实现进入恒转速闭环控制模式发动机的恒转速控制。针对实际中的几种典型情况进行仿真,与传统PID控制进行对比,并做地面系留试验。离线仿真和地面系留试验结果表明,所设计的控制器鲁棒性强,能满足小型无人直升机对发动机的跟踪性、抗干扰性要求,保证直升机主旋翼在各种飞行状态下恒速运转,以获得最佳的气动效率。     

关于考虑热漏影响的内可逆卡诺循环的讨论

本文指出文献（６，７）考虑的外热漏模型，不可有使循环的功率－效率物性与实际热机的观测性能相符，并给出了一种可内逆卡诺循环的内热漏模型及其基本优化关系。