基于双向工程的汽油/CNG两用燃料汽车燃气系统匹配研究

摘要

在发动机应用中，压缩天然气(CNG：Compressed Natural Gas)燃料较之于汽油燃料具有良好的排放性和经济性优势。我国的天然气储量巨大，CNG燃料在汽车上的应用研究虽然已有一定的基础，但专用的CNG燃料发动机尚不多见；同时，CNG加气站等配套设施也还不完善，不能完全满足实际应用的需求。因此，利用传统燃油汽车进行燃气系统匹配研究，开发CNG和汽油两用燃料汽车，发挥天然气清洁燃料的优势，具有十分重要的现实意义。
　　 本文通过分析工业产品的开发流程，将双向工程理论应用于燃气汽车研发过程，参与了在某款汽油轿车基础上进行汽油/CNG两用燃料轿车燃气系统的匹配研究工作，使整车的排放水平达到国Ⅳ排放法规要求，并通过了高寒、高温和高原地区的可靠性考核，为实现两用燃料汽车的研发奠定了基础。
　　 在论文中，根据汽油/CNG两用燃料汽车双向开发总体方案，分析了国外两用燃料汽车燃气系统部件的功能原理、布置要求、工作条件以及燃气系统与燃油系统之间的逻辑关系、切换条件等，并结合目标工程需求，确定了具体研发过程。在此基础上，对该汽油轿车进行燃气系统匹配、布置，并进行优化设计。为使整车运行综合性能达到应用要求，对发动机燃用CNG进行基础标定，以及整车驾驶性、排放性和极限工况的标定。
　　 为验证各种需求目标，进行了一系列发动机性能试验以及整车排放、道路验证试验。通过对排放结果、主观驾驶感觉等试验结果的比较可知，本文所进行的汽油/CNG两用燃料汽车燃气系统的匹配是成功的。为此，可得出如下结论：采用双向工程理论，可为整个燃气汽车的研发过程提供统筹思路，使项目能够快捷实施，实现有序的研发过程，从而节省大量的研发时间及研发成本。