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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。