天然气发动机试验研究：起动与怠速控制

"车用天然气发动机起动及怠速过程的试验研究 (2010年)" 本文主要探讨了车用天然气发动机在起动和怠速阶段的试验研究，旨在优化其性能并降低排放。研究人员使用了一套自主研发的车用天然气发动机控制系统（ECU），该系统以AVR单片机为核心，采用多片式结构，提高了控制的灵活性和精度。 在起动过程中，ECU通过步进电机来控制旁通空气阀的开度，以此调整起动和怠速状态下的空气进气量，确保混合气浓度的适宜。同时，电控天然气喷射阀用于精确控制发动机运行时的天然气供给，进一步优化燃烧效率。为了监测和记录整个起动过程，开发了试验监控系统作为人机交互界面，并构建了转速采集系统，能够实时准确地捕捉起动转速数据。 试验结果显示，较浓的混合气和较高的冷却水温度有助于天然气发动机的冷起动，这是因为更浓的混合气能提供更大的起动力矩，而较高的冷却水温度则有利于发动机快速达到工作温度。此外，论文采用了增量式PID控制算法对天然气发动机的怠速转速进行闭环控制，这种方法被证明是有效的，能够实现良好的控制效果，确保发动机在怠速状态下稳定运行。 该研究的试验系统包括五个部分：转速采集系统、测功机、ECU和试验监控系统、发动机本身以及汽车排气分析仪，这些组件共同构成了一个完整的测试平台。通过RS-232接口，各部分之间实现通信，确保数据的准确传输。 这项研究对于应对日益严格的汽车排放法规具有重要意义，因为天然气作为一种清洁能源，不仅有助于缓解石油资源压力，还因其优良的排放特性，成为替代燃料的优选之一。通过对天然气发动机的深入试验研究，可以推动相关技术的发展，提高发动机的燃烧效率，减少环境污染。 关键词涉及：天然气发动机，起动，怠速，步进电机。这篇论文属于工程技术领域，对于理解天然气发动机的工作原理和控制策略提供了宝贵的数据和实践经验。