汽油机瞬态工况空燃比模型的研究

论文摘要

随着气候变暖成为全世界共同关注的问题，倡导低碳生活是我们共同的责任。汽车产量和保有量的迅速增加引发了越来越严重的环境污染和能源危机。空燃比是影响汽油机动力性、经济性和排放性的首要因素。由发动机燃烧规律我们可以知道，只有当汽油机的空燃比在理论值附近时，燃料才能够得到充分地燃烧，发挥出最大的功效。同时，汽油机电控燃油喷射结合三元催化转化器是解决汽车有害气体排放的有效途径，为了使三元催化转化器对有害气体都有很高的转化效率，必须在发动机稳态和瞬态工况中将空燃比始终保持在理论空燃比附近一个很小的区域内，所以对汽油机瞬态工况空燃比控制的研究有重要的现实意义，基于模型的空燃比控制技术是当前国内外研究的热点。基于模型的空燃比控制策略首先要求有精确的模型，进气歧管空气动态子模型和燃油动态子模型共同组成了进气空燃比模型。在发动机的瞬态过程中，由于燃油的流动特性，在进气歧管壁面上形成了油膜，大大的影响了空燃比控制的精确度，为了更精确地控制发动机空燃比，对进气歧管壁面油膜特性的研究显得尤为重要。本文首先介绍了发动机进气歧管空气动态模型和燃油动态模型，然后通过台架实验采集发动机的性能参数，用计算的方法对发动机瞬态工况下油膜模型的参数进行辨识，最后通过仿真与实验相结合的方法对空燃比模型进行了验证，证明以油膜参数为基础的空燃比模型还是能够较好的描述发动机的动态特性，为发动机瞬态空燃比控制提供了强有力的理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 发动机瞬态工况空燃比的研究意义
• 1.2 发动机瞬态空燃比控制偏差产生的原因
• 1.3 瞬态空燃比模型研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第二章 进气动态模型
• 2.1 进气歧管子模型
• 2.2 节气门体子模型
• 2.3 进气门子模型
• 2.4 本章小结
• 第三章 燃油动态模型
• 3.1 进气歧管燃油油膜现象
• 3.2 进气歧管油膜动态模型
• 3.3 本章小结
• 第四章 油膜模型参数的辨识方法
• 4.1 系统参数辨识的概念
• 4.2 油膜参数辨识实验标定法
• 4.3 油膜参数辨识计算法
• 4.3.1 连续-时间模型
• 4.3.2 离散-时间模型
• 4.3.3 模型的转化
• 4.3.4 最小二乘法
• 4.4 本章小结
• 第五章 油膜参数的验证与分析
• 5.1 台架实验
• 5.1.1 实验台架总体布置
• 5.1.2 实验仪器
• 5.1.3 发动机数据采集方案
• 5.2 油膜参数的计算结果
• 5.3 油膜参数的验证
• 5.3.1 验证步骤
• 5.3.2 验证结果
• 5.4 油膜参数的规律分析
• 5.4.1 τ的规律
• 5.4.2 X 的规律
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的课题