HCCI汽油机爆震控制的研究

论文摘要

HCCI燃烧作为一种新型的燃烧方式,具有低油耗,低排放的优点,但其燃烧过程难以控制和工况范围窄的缺点,限制了它在实际中的应用。在HCCI大负荷边界主要受到爆震的限制,在HCCI工况内过快的燃烧速度也会带来爆震问题,因而,HCCI发动机的爆震检测与识别以及爆震控制等问题,对于HCCI燃烧技术的实际应用,具有重要意义。本文在装有全可变气门系统的汽油HCCI单缸试验发动机上,测取了大量HCCI、SI以及混合燃烧模式下的爆震传感器信号,提取出爆震强度特征值,拟合出轻微爆震、明显爆震的阈值与发动机转速之间的关系曲线,用于无爆震、轻微爆震、明显爆震的实时判别。本文充分利用Infineon公司32位微处理器TC1766的硬件处理能力,提出一种抗混频滤波和FIR带通滤波相结合的HCCI发动机爆震实时检测算法,对发动机爆震特征频率段进行滤波并提取爆震强度信息,与爆震阈值进行对比得出爆震强度。开发了四冲程电喷汽油机爆震信号模拟器,利用该模拟器对基于TC1766的爆震检测算法进行了调试和标定。采用所开发的基于TC1766的爆震检测器,研究了HCCI、SI以及混合燃烧模式下爆震控制方法。实验结果和分析表明,利用Tricore1766实施爆震的实时检测能准确地反映发动机真实的爆震强度。根据发动机爆震强度研究得出的发动机爆震控制方法能使发动机避免爆震。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 HCCI燃烧方式的特点
• 1.3 HCCI燃烧的控制及挑战
• 1.4 爆震检测的研究现状
• 1.5 本课题的引出及其研究路线
• 1.6 本课题的研究意义及内容
• 第二章 HCCI汽油发动机爆震研究实验平台
• 2.1 4VVAS（4 Valves variable system）-HCCI 发动机平台
• 2.1.1 Ricardo 单缸发动机
• 2.1.2 交流电力测功机系统
• 2.1.3 4VVAS 全可变气门机构
• 2.1.4 HCCI 发动机分布式控制系统
• 2.1.5 多参数测控及燃烧分析系统
• 2.2 爆震传感器
• 2.3 嵌入式处理器芯片Tricore1766
• 2.3.1 TC1766 模块结构图
• 2.3.2 TC1766 的特点
• 2.4 DL750 滤波器
• 2.5 四冲程汽油机仿真器
• 第三章 HCCI汽油发动机爆震信号的辨识
• 3.1 发动机爆震特征频率段的测量
• 3.2 爆震信号的辨识
• 3.2.1 爆震信号的捕获
• 3.2.2 爆震信号数字处理
• 第四章 HCCI汽油发动机爆震控制方法
• 4.1 发动机燃烧方式的确定
• 4.2 SI燃烧方式下爆震控制方法
• 4.3 HCCI燃烧方式下爆震控制方法
• 4.4 混合燃烧方式下爆震控制方法
• 第五章 全文总结
• 5.1 全文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢