煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中經(jīng)常因?yàn)槊簩託鉂舛?、壓力、溫度等參?shù)變化以及煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)工況的改變而引起空燃比波動(dòng)，造成發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定、甚至熄火。因此，開展煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制關(guān)鍵技術(shù)研究，對(duì)保障發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，提高煤層氣的利用效率，降低煤層氣排放造成的污染程度，以及推進(jìn)節(jié)能減排工作具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先針對(duì)煤層氣參數(shù)及煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化所引起的空燃比波動(dòng)問題，對(duì)煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饣旌掀鬟M(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)

2、化過程中根據(jù)流體力學(xué)原理建立了混合器煤層氣閥模型，并對(duì)其流量特性進(jìn)行了研究分析，同時(shí)采用分段線性建模方法設(shè)計(jì)了具有準(zhǔn)線性流量特性的燃?xì)饣旌掀髅簩託忾y。提高了空燃比控制響應(yīng)速度，確保了空燃比控制的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。
　　其次，在借鑒現(xiàn)有燃油發(fā)動(dòng)機(jī)平均值模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合所研究的預(yù)混式煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，建立了包括燃?xì)庑纬勺酉到y(tǒng)、進(jìn)氣子系統(tǒng)和曲軸動(dòng)力輸出子系統(tǒng)三個(gè)部分的預(yù)混式煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)平均值模型，并利用Simulink軟件建立了仿真

3、模型，為后續(xù)煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)空燃比控制策略的仿真研究奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
　　再次，為減小煤層氣中甲烷濃度變化及供氣管道甲烷濃度傳感器存在的大時(shí)滯問題對(duì)空燃比控制產(chǎn)生的不利影響，提出了一種合理的煤層氣發(fā)動(dòng)機(jī)供氣系統(tǒng)流量控制方案。通過供氣管道合理設(shè)計(jì)和布置，減小了甲烷傳感器大時(shí)滯造成的不利影響。在此基礎(chǔ)上建立了煤層氣供氣系統(tǒng)流量控制模型，并對(duì)基于增量式PID和模糊PID的煤層氣供氣系統(tǒng)流量控制策略進(jìn)行了研究和仿真。一定程度上抑制了煤層氣組分