汽油机空燃比控制节能系统

本文针对车用汽油机部分负荷工况时混合气过浓的状况,采用向进气歧管输入适量附加空气的方法,研制了汽油机空燃比控制节能系统。文中还给出实验结果。     

基于Elman神经网络的汽油机过渡工况空燃比多步预测模型

为了减小车用汽油机空燃比传输延迟对空燃比控制精度的影响,提出一种基于Elman神经网络的空燃比多步预测模型.通过对空燃比数学模型的分析,确定神经网络空燃比多步预测模型的输入向量,同时,为了提高过渡工况空燃比预测精度,在神经网络输入向量中增加反映空燃比变化趋势的导数信息.对HL495发动机过渡工况实验数据进行学习,采用梯度算法对Elman神经网络的权值进行调整.研究结果表明：采用该方法能精确预测过渡工况空燃比,预测模型的最大误差小于1%,平均误差小于0.5%.该预测模型可用于实现车用汽油机过渡工况空燃比的精确控制,提高车用汽油机过渡工况排放性能.     

基于进气调节的汽油机空燃比控制系统研究

针对单缸汽油机进行了结构改进,设计了用于空气调节的电子节气门机构,制定了各个工况下的空燃比控制策略,并对发动机的控制参数进行了优化,开发了发动机空燃比控制系统,实现了喷油和进气量的联合控制.台架试验结果表明,采用进气调节系统后,发动机动力、经济性和排放指标得到了显著的改善.     

空燃比控制中的数据采集和处理

在汽油机空燃比控制中，需要监视汽油机动力性变化。本文介绍了汽油机动力信号的采集系统和数据处理，并经实验证实。     

神经网络在汽油机瞬态空燃比控制中的应用

为了对稀薄燃烧汽油机的瞬态空燃比进行精确控制，提出了一个稀燃汽油机空燃比神经网络一滑模控制方案，该方案采用神经网络实现对瞬态过程中实际进入气缸内进气量的精确预测和进气管内油膜动态特性的前馈补偿．在一台稀燃发动机上进行了瞬态空燃比实验，节气门急速变化时的空燃比超调最大为1个空燃比单位，最小为0．2个空燃比单位；空燃比调整时间一般在3s以内，最快可达到1s．控制结果达到了对稀燃发动机瞬态空燃比的精确控制．     

空燃比和涡流比对汽油机放热率和火焰传播速度的影响

实验研究了空燃比和涡流比对汽油机油耗率、循环波动率、放热率和表观火焰传播速度的影响,介绍了根据实测放热规律计算火焰传播速度的方法。实验和计算表明,空燃比增加,放热率和火焰速度减慢;而一个适中的涡流比即能得到较快的放热率和火焰速度。     

稀燃汽油机空燃比滑模-神经网络控制及实验

提高电控汽油机空燃比控制精度是改善发动机燃油经济性、动力性和降低尾气污染的关键环节．针对稀薄燃烧汽油机的工作原理,提出了一个稀燃汽油机空燃比滑模-神经网络控制方案,并对方案中的各环节进行了详细描述．采用自行开发的发动机电控系统,在一台稀燃发动机上进行了实验,并对实验结果进行了分析．实验结果表明,采用滑模-神经网络方案对稀薄燃烧发动机空燃比进行控制,不仅可以提高准稳态时发动机的空燃比控制精度．而且可以降低过渡过程的空燃比超调．节气门急速变化时的空燃比超调最大为1个空燃比单位,最小为0．2个空燃比单位,大大优于车用电控系统的控制结果．     

电喷发动机过渡工况空燃比鲁棒控制研究

阐述了最优H∞控制理论,并将其用于电喷发动机空燃比控制;在充分考虑外部干扰和系统模型不确定性的情况下,讨论并制定了最优H∞理论控制策略.采用面向对象的GT-Power仿真软件,从物理模型出发建立了电喷发动机仿真模型;用Matlab/Simulink软件建立起相应的最优H∞控制器和PI控制器;最后运用Matlab/Simulink与GT-Power的接口,建立电喷发动机实时控制系统.仿真结果表明:最优H∞控制相对于PI控制具有更好的鲁棒稳定性和抗干扰能力,提高了空燃比的控制精度.     

缸内直喷式汽油机燃用化学计量比混合气的试验

将一台TY1100柴油机改装为缸内直接喷射汽油机，当发动机运行在不同负荷工况下，采用不同的混和气浓度分布，实现了部分负荷采用分层燃烧以获得发动机的经济性，全负荷采用化学计量比混合气，实现了均质预混和燃烧以获得发动机的动力性．台架试验表明，燃油消耗量能降低6％，UBHC排放能降低31％，NOx排放能降低10％．     

汽油发动机空燃比模糊控制及其实验研究

针对复杂工况下汽油发动机空燃比的非线性与不确定性,提出基于旁通空气补偿法的电控系统方案以降低化油器式汽油发动机的有害尾气排放量;研究了空燃比电子控制系统及其控制策略,论述了系统模糊控制器中的关键参数即变量隶属度函数的确定,其方法是:通过实验测定发动机转速的波动,根据多组转速测定数值点分布的疏密程度以确定其隶属度函数,符合模糊控制的设计原则;采用MATLAB对所设计的模糊控制器进行仿真和参数优化.发动机台架实验结果表明:该空燃比控制系统及其控制策略对于化油器发动机降低有害气体排放量,提高燃油经济性效果明显;基于模糊控制理论的研究方法对发动机的空燃比控制是快速、直接和有效的.     

基于神经网络的发动机空燃比自校正控制系统

将神经网络同自校正控制相结合,提出了一种基于神经网络的自校正喷油控制系统,它由一个自校正控制器和一个能够在线辨识的神经网络辨识器组成。该系统适用于以汽油作为燃料的发动机系统在不同工况下对空燃比的控制要求。实验结果表明,该神经网络自校正喷油控制系统具有很好的自适应性、鲁棒性和快速性,它可以克服由于制造、磨损以及参数变化所造成的各种误差,且结构简单,占用内存少,在线训练时间短,运算速度快,学习能力强,可无差跟踪系统的目标设定值。     

汽油发动机空燃比控制系统

对于化油器式发动机 ,为降低其排放污染 ,较为有效的措施是采用空燃比闭环控制加三元催化转换器。本系统采用 PIC单片机和模糊控制算法 ,依据 GB1 4761—1 999规定的 1 5工况法在桑塔纳、捷达、夏利、富康、奥拓几种轿车上对控制系统进行了实车实验 ,结果表明在稳定工况下空燃比被控制在理论值附近 ,尾气排放量在规定的限值以内 ,系统鲁棒性好 ,算法易于实现。     

摩托车电控汽油机喷油提前角测试

针对目前摩托车等汽油机的喷油提前角测量中存在的精度不高、费时费力等原因,介绍了基于MP424数据采集卡的摩托车电控喷油系统中关于喷油提前角的数据采集和处理系统。该系统使用MP424数据采集卡采集数据,使用Lab VIEW编写喷油提前角测量软件,取得了良好的效果。研究结果表明:本方法具有测试精度高、测试时间短和可以在线测量等优点。     

汽油发动机空燃比PID控制及其实验研究

针对汽油发动机气缸进气量变化引起空燃比变化的问题,设计一种基于PID的反馈控制器保证空燃比能够快速恢复到理想值。首先给出一种基于模型的进气量估计算法,在此基础上设计了空燃比前馈控制器;然后将前馈控制与PID反馈控制相结合实现发动机喷油量的调节,利用基于实际实验数据构建的仿真器对提出的算法进行数值仿真研究与分析;最后通过发动机实时控制实验平台验证了控制算法的有效性。     

不同压缩比下稀释方式对直喷汽油机节油影响

基于一台1.0 L涡轮增压发动机,在9.6及12的压缩比下,研究了化学当量比、稀薄燃烧(稀燃)及低压废气再循环(EGR)工况下的燃烧与油耗特性.结果表明:EGR在压缩比12、大负荷工况下,节油效果优于稀燃,其余工况下稀燃的节油效果均更好.通过改变压缩比并结合稀燃或EGR,小、中、大负荷下燃油消耗率(BSFC)相比于压缩比9.6化学当量比工况降低最多为7.5%、10.4%和9.3%.结合一维仿真,分析并对比了大负荷下稀燃与EGR的节油原因及其差异.结果表明:在压缩比12、大负荷、过量空气系数(λ)小于1.4的情况下稀燃不能抑制爆震,节油效果不明显;相同工况下EGR可以有效抑制爆震,降低燃油消耗率达5.5%;大负荷下稀燃和EGR的节油来源主要为传热损失和排气损失减少,二者对节油的贡献程度之和大于90%.     

柴油机加速时喷油及燃烧过程研究

测量柴油机加速时油管嘴端压力、气缸压力每循环的变化，进行喷油过程模拟计算发放热规律计算，分析油管压力、供油提前角、喷油提前角、喷油规律、每循环喷油量及气缸压力、最大爆发压力、最大压力升高率、平均指示压力、燃烧始点、放热规律等参数每循环的连续变化．     

四缸汽油发动机点火正时控制策略与仿真研究

以某型汽油发动机为原型机,在GT-Power软件中搭建仿真模型.仿真结果表明,仿真模型在输出功率、力矩上与原型机误差在3%以内.以该模型为基准,仿真分析点火提前角对输出功率、力矩的影响,以及不同工况对发动机输出性能的影响.并以输出力矩为优化目标,以输出力矩变化量、上一采样时刻点火提前角变化量为模糊控制算法输入,以当前点火提前角变化量为模糊控制算法输出,采用模糊控制算法寻找输出力矩极大值点的点火提前角.采用GT-Power和Simulink联合仿真,仿真实验结果表明,该控制策略修正了点火提前角,提高了发动机的输出力矩,且具有快速、稳定、精度高的特性.     

基于自适应PSO优化的空燃比神经网络预测控制

为解决空燃比传输延迟的问题,该文提出一种基于自适应扩展粒子群优化的空燃比预测控制策略.采用多粒子策略来提高算法的全局收敛性,通过对控制参数的自适应调整来加快算法的收敛速度.在多粒子策略中,每个粒子的更新受更多其他粒子的影响;在自适应策略中,控制参数随着迭代次数的增加而逐渐减小.以HQ495发动机为实验对象,仿真结果表明在节气门小范围变化时,空燃比误差低于1%;在节气门大范围变化时,空燃比误差低于2%.该方法实现了对空燃比的精确预测控制,有效地改善了汽油机过渡工况排放性能.