天然氣發(fā)動機瞬態(tài)空燃比控制策略研究.pdf

1、在環(huán)境污染嚴重和節(jié)能減排的大環(huán)境下,發(fā)展車用替代燃料已成為汽車領(lǐng)域發(fā)展的新熱點。壓縮天然氣(CNG)具有良好的經(jīng)濟性、安全性以及燃燒排放性能,加之目前逐步完善的加氣站設(shè)施建設(shè),天然氣將會在較大一段時間內(nèi)作為發(fā)動機的主要代用燃料。由于天然氣發(fā)動機在機械結(jié)構(gòu)和空燃比控制策略等方面與汽油機或柴油機有較大差異,針對天然氣發(fā)動機進行研究是非常有必要的。瞬態(tài)工況在發(fā)動機整個運行工況中占有很大比例,由于發(fā)動機工況變化快,很難對瞬態(tài)空燃比進行精確的控制

2、,因此它是空燃比控制的核心與難點。
　　在分析天然氣發(fā)動機特性基礎(chǔ)上,旨在通過對進氣流量的精確控制與計算以及燃料噴射量的閉環(huán)修正基礎(chǔ)上,對瞬態(tài)空燃比進行補償修正,以此達到對瞬態(tài)空燃比的精確控制。在此過程中,在傳統(tǒng)PID控制器的基礎(chǔ)上,優(yōu)化設(shè)計電子節(jié)氣門的非線性PID控制器,對節(jié)氣門開度進行更為精確的控制,達到對進氣流量的精確控制;對比分析質(zhì)量流量法與速度-密度法,分析燃料噴射持續(xù)時間的影響因素,在分析開環(huán)控制與瞬態(tài)空燃比誤差原因的

3、基礎(chǔ)上,根據(jù)誤差模型提出瞬態(tài)空燃比補償控制策略;結(jié)合發(fā)動機平均值模型,電子節(jié)氣門控制器模型,利用MATLAB/simulink建立帶失效安全策略的天然氣發(fā)動機空燃比控制系統(tǒng)模型,傳感器信號故障時能夠選擇相應的策略正確進行控制,閉環(huán)控制空燃比達到0.01％的控制精度,瞬態(tài)空燃比控制達到3％的控制精度。
　　重點對電子節(jié)氣門、空燃比控制策略和失效安全策略進行研究。采用精確度更高的非線性PID控制器,并搭建電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)硬件平臺,進