随着社会的全面发展,环境污染和石油危机两大问题已经成为当前人类所面临的两大主要问题。为了减少有害排放和降低能耗,世界各国都在积极开发新能源,寻找代用燃料。天然气以其良好的可获得性、低污染性和经济性日益受到世界各国的重视,所以天然气为燃料的发动机也因此成为内燃机领域最热门研究方向之一。本文的研究工作是“重型商用车CNG发动机产品开发”中的一部分研究内容,该项目属于国家高技术研究发展计划(863计划)。该课题以WD615增压柴油机为原型机,开展了气体燃料发动机电子控制理论和关键技术的研究工作。该项目是一个持续的长期的项目,而且正处于不断的完善之中。本文就是在前期课题所开发的电控系统的基础上开发了空燃比闭环控制系统。之所以要开发该系统的目的就是为了精确控制空燃比,以达到进一步改善CNG发动机排放性能和经济性能的目的。在深入分析单燃料CNG发动机的空然比闭环控制策略的前提下,本文确定了智能式PID控制为核心的空燃比闭环控制总体设计方案。并进行了传感器性能分析,在此基础上通过模块化设计出了宽域氧传感器控制器。在进行完所有设计工作和准备工作以后,本文又进行了大量实验工作,通过实验数据不仅证明软硬件部分工作正常达到预期目的,而且还验证了本文所开发的空燃比闭环控制系统确实对发动机的排放性能和经济性能有明显的改善。