基于MATLAB/Simulink的汽油机平均值模型的建立与仿真

在Elbert Hendricks和Seyed Ali Jazayeri建立的汽油机平均值模型基础上,利用MATLAB/Simu-link建立了基于转矩平衡的汽油机平均值模型,给出了该模型在稳态工况和动态工况的仿真结果,并在发动机台架上进行试验验证.对比结果表明该模型是合理的,具有一定的应用价值.     

基于GT-Power的某汽油机低速性能提研究

应用GT-Power软件建立了某汽油机的整机结构仿真模型,利用该模型对发动机的外特性进行仿真模拟,将仿真结果与试验数据进行对比,验证了该模型的准确性.在此基础上,对该汽油机的进气歧管长度、凸轮轴型线、可变气门正时、进气道结构等参数进行调整与优化,以提升该发动机低速的扭矩、降低外特性最低比油耗.并通过试验验证了方案的可行性,为产品的性能提升指明了方向、降低开发成本.     

发动机进气歧管流场分析与气动噪声仿真

具有优良结构的进气歧管不仅会提高发动机的进气特性,而且能够降低进气环节总噪声。首先,针对某直列六缸发动机进气歧管几何结构模型进行合理化网格划分,对流场仿真所需边界条件、求解模型、噪声源、物理模型等进行设置。其次,对进气歧管的流场特性进行研究,得出歧管压力损失和质量流量均匀性结果,并通过噪声源计算模拟进气歧管气动噪声,得到噪声源在流动过程中对气动噪声产生的影响。再次,计算出歧管自由模态和约束模态,与该工况下的发动机惯性力频率进行对比,得到了不同条件下振动频率分布。最后,改进设计了进气歧管关键结构,对改进设计后的进气歧管模型进行相关流固耦合仿真研究,验证改进后模型的合理性。     

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。     

基于控制的稀薄燃烧汽油机进气模型

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及其排放控制要求,提出了改进的基于发动机物理模型的稀薄燃烧汽油机空燃比的控制方案.对方案中稀薄燃烧汽油机进气模型进行了详细描述,利用自行研制的发动机电控系统,采用最小二乘法对模型的主要参数进行辨识,并对影响模型参数的主要因素进行了简要分析.结果表明,进气管时间常数是发动机转速和节气门开度的函数,节气门开度越大,时间常数越小.     

汽油机缸内直喷混合进气歧管喷射技术探讨

进气歧管喷射汽油机和缸内直喷汽油机在当今社会已普遍存在,它们各自有优缺点,如何利用好这两个发动机的优点,使发动机的性能发挥到最好。本文通过对进气歧管喷射和缸内直喷的介绍,探讨混合喷射所带来的技术特点。     

汽车可变进气歧管技术及其应用探讨

可变进气歧管技术是一门汽车可壶进气技术的一种，将可变进气歧管技术应用于汽车发动机中，可明显提高发动机的性能，改善发动机的输出特性。由于可变进气歧管技术有多种，且部分结构较为复杂，许多汽车学习者对于此技术一知半解，本文的目的是希望对各种可变进气歧管技术的原理及应用情况进行梳理，起到抛砖引玉的效果。本文探讨了各种可变进气歧管技术的原理，分析了应用此类技术的各种进气歧管系统的结构，同时，本文还对汽车可变进气歧管技术的发展趋势作了展望。     

基于融合模型的柴油机空气管理系统故障诊断

柴油机作为重要的动力机械,其性能监测和故障诊断得到重视。而柴油机空气管理系统故障包括进气系统漏气、堵塞和EGR阀卡涩等故障将会导致恶化和经济性下降。针对空气管理系统具有较强的非线性,无法建立精确地数学模型等问题,建立了基于数学模型和数据驱动模型的融合模型,针对进气歧管漏气、中冷器堵塞,EGR阀卡滞等故障进行诊断研究。采用机理建模的方法建立EGR流量模型、充气系数模型和基于数据驱动建模的方法建立充气系数模型、进气压力波动幅值模型,利用奇偶方程法进行残差生成器的设计并生成三个残差信号,通过仿真分析可得到故障和残差值之间的映射矩阵,最后,采用模糊推理的方法进行故障诊断。研究结果表明：所构建的故障诊断系统能准确的诊断出空气管理系统的漏气直径为5mm、堵塞至进气流量减少10%和EGR阀卡滞故障在关闭状态。     

小型无人机用汽油机配气系统参数选择

通过调整进气歧管长度和配气正时,充分利用进气谐振效果,提高目标发动机在标定转速下的充气效率;进而提高该小型航空汽油机的动力性能。最后对目标发动机的经济性和动力性做出评价。     

车用汽油机过渡工况进气管内油膜动态特性建模及仿真

分析了汽油机过渡工况时Aquino油膜模型的动态特性。提出了一种考虑进气状态参数的进气管内油膜特性动态模型．以汽油机两种过渡工况为例,利用Simulink分别对基于Aquino模型和动态模型的汽油机空燃比变化进行了仿真,并与汽油机试验数据进行对比．研究结果表明,提出的动态油膜模型能较准确地描述过渡工况进气管内燃油动态特性,其精度优于Aquino模型．     

公路隧道汽车污染物基准排放量

为准确确定汽车排放对公路隧道的污染状况，分析了汽车污染物排放特性，建立了基于CVS采样和“碳平衡法”的汽油车CO排放量计算模型、基于发动机燃烧理论分析的柴油机烟雾排放量计算模型。通过PIMA-Ⅲ模拟汽车运行工况的台架试验和实际道路试验，研究了汽油车CO和柴油机烟雾排放的速度特性；进行了CW150发动机台架模拟隧道污染环境试验，分析了发动机进气受到污染后对发动机污染物排放量的影响。结果表明，汽油机进气CO浓度每增加O．01％，废气排放中CO排放量增加11％；柴油机进气中CO含量达到0．02％时，烟雾排放量平均增加15％～20％。     

气体燃料发动机进气调谐系统中新型电磁阀设计

发动机燃用气体燃料时,充气效率降低,使发动机最大功率及扭矩下降。为提高燃气发动机的动力性,可对其进气系统进行谐振增压。在进气调谐系统的开发中设计了一种新型阀门,该阀门与目前常用的阀门相比,流通阻力减小,结构简单,安装方便,更具实用性。改装后的发动机,最大转矩比原机至少提高了11.8%,最大转矩工况的燃油消耗率比原机降低了4g/(kW.h)。改装系统可适用于多种燃料发动机及汽油机。     

由转速对汽油机点火提前角进行自适应控制的研究

研究了利用检测汽油机转速单一参数来进行汽油机点火提前角自适应控制的方法。从实用角度出发，在保留原汽油机分电器的基础上，将微机自适应控制和原发动机分电器开环控制结合起来进行联合控制。当汽油机处于稳定转速和缓变速时，由微机进行自适应控制；发动机运行在急变速工况时，则由分电器单独控制。这样既能保证点火系统可靠工作，又改善了原汽油机的动力性和经济性，具有实用价值。     

用准维燃烧模型建立汽油机喷油及点火控制的基本模型

以发动机经济性为目标，首次提出用准维燃烧模型建立汽油机喷油及点火控制基本模型的方法，并对ＳＹ４９２Ｑ－４型发动机进行了离线计算，通过试验修正，建立了汽油机稳定运行时点火提前角和循环供油量（空燃比）控制的基本模型。     

内流场环境的方程式赛车进气歧管优化设计

发动机进气系统作为制约整车动力系统主要性能的子系统,成为进行车辆动力性能提升中设计优化的关键之一。基于此,研究开展了赛车环境下进气歧管相关尺寸参数对进气效果的分析。基于已有发动机实体,研究首先构建了完整的发动机数字分析模型获得理论分析的基准尺寸参数,而后耦合发动机其他性能指标参数,通过发动机台架试验验证仿真结果的准确性。最后,通过单因素变量控制法定量分析进气歧管长度与内径等几何参数变量对进气歧管在发动机设计性能影响的具体关系。结果表明基于数字模型分析的结果具有较高的力学逼真度,研究可以为后续赛车以及乘用车设计中发动机行性能提升提供参考。     

涡轮增压天然气发动机电控系统进气模型研究

针对天然气发动机普遍采用的进气充量标定方法精度和可移植性不高的问题,以一台潍柴WP10NG336涡轮增压火花点燃单点喷射全电控天然气发动机为研究对象,研究了基于物理模型的适合天然气发动机的进气充量模型。在平均值模型的假设基础上,采用折合气体流量描述进气过程,将进气过程流经缸内的气体细分为回流废气、扫气废气、倒流废气、始终驻留废气和新鲜折合气体,对涡轮增压器、节气门、进气管、排气管和气缸进行综合建模,并通过进气惯性对充量的影响来对模型进行简单修正。为验证模型的精确性,开展了针对WP10NG336天然气发动机的台架试验。试验结果表明,本文所提出的进气模型误差范围在4%以内,在占用较少计算资源的情况下能够准确地估计各种工作条件下发动机的实际稳态进气充量。     

发动机进气控制系统研究

基于发动机平均值模型理论构建了进气系统仿真模型,并在enDYNA高仿真模型上验证了该模型的准确性。为了解决发动机传统控制系统不能很好协调各种互相冲突的扭矩需求问题,以扭矩需求为中心,以进入气缸的气体流量的精确控制为目的,提出了进气流量的控制方案,并将方案中的非线性因素容积效率采用Map的形式处理,将电子节气门的非线性因素直接建立到仿真模型中。设计了节气门模糊自适应PID跟踪控制器,并在构建的发动机平均值模型上验证了控制器的控制效果,最终实现了进气流量的精确控制。     

传统汽油机改进成混合动力Atkinson循环专用发动机的节油效果

基于传统汽油机的实测数据建立GT-POWER模型;分析改进成Atkinson循环发动机的节油潜力及爆震指数。先选择3种方案并利用GT-POWER模型对部分负荷与万有特性对Atkinson循环进行计算,3种方案分别为:(1)只用可变气阀正时(VVT)技术推迟进气阀关闭时刻;(2)增加凸轮型线包角并用VVT技术推迟进气阀关闭时刻,(3)在第二方案上将压缩比由10增加到12。计算结果表明:方案三节油效果明显,在5个典型工况及全转速范围上中小负荷节油率达7%以上。再分析推迟排气阀开启时刻对实现部分负荷节油基本没有应用价值;传统汽油机改进成Atkinson循环发动机的最佳方案为增加进气凸轮型线包角使进气持续期为350o,用VVT技术推迟进气阀关闭时刻来调节负荷,再将压缩比由10增加到12,而排气凸轮型线及相位不变。     

Atkinson循环发动机进气系统匹配优化模拟与试验

运用GT-Power建立发动机计算模型,研究气门型线、进气歧管形式对1.5,L Atkinson循环发动机经济性和动力性的影响;运用CFD软件AVL-Fire对不同燃烧室形式下的燃烧过程进行模拟研究,并通过台架试验数据进行验证.研究结果表明:最佳进气持续期为240°,CA,气门最大升程为8,mm.此时,长度为300,mm的侧面进气的进气歧管与改进的燃烧室匹配,在研究转速范围内,最低油耗比原机降低了7.23~8.31,g/(k W·h),且低油耗区范围明显扩大;长度为100,mm的中间进气形式歧管的最低油耗比原机降低了6.21~9.19,g/(k W·h),低油耗区范围也有明显扩大;两种形式的进气歧管皆可以满足降低油耗的需求,需根据发动机实际布置情况进行选择.     

GDI发动机与涡轮增压器匹配性能

涡轮增压系统决定了发动机的进气能力,严重影响整机燃烧性能。为优化汽油缸内直喷（GDI）发动机的热效率,利用GT-Power软件搭建了一维仿真计算模型,并基于试验数据完成模型标定。通过热力学仿真计算,分析了不同增压系统对发动机动力性、经济性的影响。研究结果表明：采用定压增压结构,能减少泵气损失,提高发动机在高速工况时的热效率。但其低速性能较差,不满足车用发动机对低速转矩特性的要求。采用脉冲增压结构能有效改善发动机扫气,低速时压气机喘振裕度大。为解决脉冲增压结构高速工况涡端效率较低的问题,扩宽了涡前流道并使用大流量涡轮机方案,使泵气损失明显减少,最大功率点比油耗降低了11.7 g/kWh。证明该措施有效提高了汽油机性能,满足开发需求。