阅读论文总结

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1、一・天然气发动机国IV排放对策研究谢云臣一汽解放有限公司现代车用动力2009.9摘要为了实现天然气发动机的国TV排放，分析了天然气发动机的排放物形成机理，确定了高精度电了控制技术，优化燃烧技术和后处理技术综合应用的技术对策，并据此开发了CA4SH-N天然气发动机，匹配专门开发的YRK-4G天然气专用催化器，获得了良好的降低排放的排放效果，达到了国IV排放标准的要求。关键词：天然气发动机；催化转化器；排放对策ResearchonEmissionControlStrategyofCNGEngineforChinaStageIVEmiss

2、ionStandardGB17691---2005文章内容：一・天然气特性：1.天然珀主要成分是甲烷，少量姪类和二氧化碳；2.辛烷值高燃烧完全，排放性好，废气中CO,IIC,氮氧化物平均卜•降40%;3.等空燃比热值3394KJ/m3低于汽油机1839KJ/m3；4.进入空气较少，发动机动力性下降。二.天然气形成机理1.废气中co浓度随空燃比増大而减小，但co氧化反应比较慢，co浓度不会降到零，而是维持在一个较低的水平。2.天然气燃烧火焰传播速度较慢，点火提前角增大2度到5度，可延长天然气高温燃烧时间（混合均匀也可以），从而降低C0

3、的排放量。3.N0的生成主要受温度影响，温度越低，NO越少。由于天然气火焰温度比汽油低，故N0较少。但是增大点火提前角后，高温燃烧的时间变长，而N0生成量随高温时间加长而成线性增加，此时N0的量又会有所增加。空燃比大于理论空燃比时,N0随温度升高而迅速增加，小于理论空燃比时因氧气不足,NO急剧减少。总体而言，因天然气燃料混合比较均匀,N0会稍有增加。4.与汽汕机的HC排放形成类似，燃烧室缝隙容积和琏面激冷层是天然气发动机IIC排放的主要影响因素。但是，由于天然气是气体燃料，总体来讲混合均匀，燃烧比较完全，所以总体HC排量大幅度下降，

4、如果增大点火提前角，燃料在高温期停留时间加长，燃烧更加充分，这样HC排放会进一步下降。、三.天然气发动机国IV排放技术对策1.解决发动机排放问题基木方法（1）机内净化：改善缸内燃烧（2）机外净化：排放废气管加催化剂氧化或者述原。目前主要有2类，一是理论空燃比加三效催化器，多用于以汽油机为基础开发的天然气发动机，优点是能大幅度降低排放；二是增压稀燃加氧化催化转化器，主耍是针对采用柴汕机为基础开发的天然气发动机，这一方案能充分利用柴油机的增压中冷技术，采用稀薄燃烧技术，能改善发动机热效率，提高发动机经济性。一（3）天然气发动机精确电控技

5、术（包括空燃比控制、点火系统控制、怠速转速及爆震控制等）控制空燃比的口的是满足三效催化器的工作窗口的要求，即控制发动机在各种工况下能够将空燃比保持在理论值附近，使三效催化器能工作在高效区来降低排放。稳定工况控制和对容易，釆用设计的数学模型对进气量进行精确估计，即可实现精确控制。耍实现国IV排放标准，空燃比控制的重点是针对发动机的过渡工况的控制，CA4SH2N天然气发动机控制系统中对起动工况、瞬态工况及意外停机供气口动切断等设计了控制算法。(1)起动工况1.发动机冷起动的控制参数包扌舌喷气时刻、空燃比和点火提前角，起动工况的控制要考虑

6、燃烧稳定性、冷起动和暖机过程中的碳氢排放以及三效催化器的起燃吋间。2.发动机起动吋，转速超过180r/min时进入起动阶段，此时电控单元(ECU)根据发动机水温，按照查表法确定固定的节气门开度、空燃比和点火提前角，使发动机迅速起动，且要尽量减少未燃混合气进入排气管。3.发动机转速超过600r/min时，根据温度和起动经丿力的时间，调整节气门开度、怠速转速和点火提前角。4.待达到怠速转速时，应用怠速控制算法，调整进气门开度,消除转速偏差，并精确测量进气系统的空气质量流量，精确控制空燃比。(2)瞬态工况在发动机加、减速过程中经常出现瞬态

7、空燃比偏差，而由于发动机固有的循环延迟和传感器延迟使得来自于氧传感器的信号滞后，又不能及时纠正空燃比的偏差。产生空燃比偏差的主要原因有3种：a・由于进入气缸的气体流动不连续而产生进气歧管的充、排气现象；b・为了利用进气流的惯性，提高充气效率,将进气门关闭滞后些，因此在压缩冲程的初期会产生充气回流现象；c・燃料喷射通常在进气冲程同时进行，燃料的变化常落后于进气量的要求。因此，设计I舜时进气量估计模型和控制策略进行补偿，就能获得精确的空燃比控制。对瞬时进气量的估计，可利用节气门传感器和压力传感器的信号进行估计和控制，但是进气压力传感器有

8、一个时间延迟常数,这个常数与进气时间和比较长,要使用观测器利用节气门角度和转速等信息来估测“瞬吋”的进气压力，并在一个冲程询进行预测。但因为发动机的瞬时容积效率比稳态的容积效率要高10%左右，所以进气管内的实际压力变化不仅与节气门角度