天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)空燃比控制策略研究.pdf

1、在環(huán)境污染嚴(yán)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(diǎn)。壓縮天然氣(CNG)具有良好的經(jīng)濟(jì)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(huì)在較大一段時(shí)間內(nèi)作為發(fā)動(dòng)機(jī)的主要代用燃料。由于天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)械結(jié)構(gòu)和空燃比控制策略等方面與汽油機(jī)或柴油機(jī)有較大差異,針對(duì)天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行研究是非常有必要的。瞬態(tài)工況在發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)運(yùn)行工況中占有很大比例,由于發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化快,很難對(duì)瞬態(tài)空燃比進(jìn)行精確的控制

2、,因此它是空燃比控制的核心與難點(diǎn)。
　　在分析天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)特性基礎(chǔ)上,旨在通過對(duì)進(jìn)氣流量的精確控制與計(jì)算以及燃料噴射量的閉環(huán)修正基礎(chǔ)上,對(duì)瞬態(tài)空燃比進(jìn)行補(bǔ)償修正,以此達(dá)到對(duì)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(jì)電子節(jié)氣門的非線性PID控制器,對(duì)節(jié)氣門開度進(jìn)行更為精確的控制,達(dá)到對(duì)進(jìn)氣流量的精確控制;對(duì)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(shí)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(bǔ)償控制策略;結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)空燃比控制系統(tǒng)模型,傳感器信號(hào)故障時(shí)能夠選擇相應(yīng)的策略正確進(jìn)行控制,閉環(huán)控制空燃比達(dá)到0.01％的控制精度,瞬態(tài)空燃比控制達(dá)到3％的控制精度。
　　重點(diǎn)對(duì)電子節(jié)氣門、空燃比控制策略和失效安全策略進(jìn)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(tái),進(jìn)