本文介绍了变压吸附制氧技术的原理、分子筛以及工艺流程等,建立了变压吸附的模型,并进行了数值模拟,得到了冲洗比、吸附压力、进气流速等操作参数对回收率与纯度的影响。考虑到变压吸附制氧方法产生的氧气量,装置结构尺寸小、启动时间短、自动化程度高等诸多优点,在中小规模空气分离领域,尤其是供应富氧时,PSA法的优势明显,能够为内燃机提供浓度稳定的氧气。以柴油机4102BZLQ作为研究对象,探索进气富氧在内燃机上应用的可行性。通过KIVA-3V程序建立了4102BZLQ柴油机燃烧室的网格模型并进行了燃烧过程的数值模拟。通过模拟计算,获取了喷油束、缸内气体压力、温度等随曲轴转角的变化规律;通过模拟计算,获取了在不同曲轴转角下NOX的缸内分布规律以及随曲轴转角的变化规律,并分析认为NOx的生成量主要受最高燃烧温度的影响;通过模拟计算,获取了CO、Soot随曲轴转角的变化规律。应用KIVA-3V程序模拟计算了不同氧浓度的燃烧室的燃烧过程。随着进气中氧浓度的增加,燃烧室内的最大平均压力(示功率)和最大平均温度逐渐升高,碳烟与CO的排放量均有显著降低(降低可达75%),但NOx排放率明显增加。通过对模拟的结果进行统计、分析比较,认为最佳的氧浓度应在23%左右。在选定富氧率之后,本文对相关参数的研究表明适当的推迟喷油提前角有利于降低NOx,而对Soot和CO的排放量的影响不致太大。为了使富氧率能够较快的跟踪上响应达到符合相对应工况的值,本文通过模糊自整定PID来控制富氧率。模糊自整定PID控制秉承了常规PID控制和模糊控制的优点,对被控系统的适应性强、鲁棒性好,特别是在系统参数发生改变时同样可获得令人满意的控制效果,能很好的适应现实控制过程中的要求。