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循环变排量发动机输出特性模拟计算与台架试验

作　者: 雷术彬
导　师: 韩宗奇
学　校: 燕山大学
专　业: 车辆工程
关键词: 发动机 负荷率 变排量技术 平均值模型 台架试验
分类号: U464
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 34次
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内容摘要


发动机负荷率是影响汽车燃油经济性的重要因素。研究表明发动机在负荷率为80%~90%时,燃油经济性较好。发动机选配时一般是以保证汽车预期的最高车速、加速与爬坡能力为前提,而在市区行驶的轿车大多情况下是以中低速行驶,发动机负荷率低,通常为20%~50%,因此油耗较高。发动机变工作排量技术,根据汽车的实际工况,通过电控方式有规律的停止部分气缸作功,以改变发动机实际参与作功的排量,使发动机始终处于较经济的负荷率区间,从而提高汽车的燃油经济性。研究变排量技术,通过对具体的变排量模式下发动机输出功率及扭矩的预测,为变排量控制策略提供依据。本文采用Elbert Hendricks提出的发动机“平均值模型”与经验公式相结合的方法,通过对节气门开度、进气歧管容积、进气歧管内空气压力及温度、进气流量、喷油量和发动机转速等建模所需参数的研究,利用Matlab/Simulink模块建立了变排量发动机动力输出特性计算模型,为发动机变排量控制策略的制定提供了条件。最后进行了发动机台架试验,并对试验数据进行了曲线拟合,验证了计算模型的精度。结果表明所建立的模型计算误差较小,由于发动机的经济工作区间也非定值,因而能满足发动机变排量技术的要求。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-15
  1.1 所选课题的研究背景和科学意义  8-9
  1.2 目前相关技术研究现状  9-13
    1.2.1 Daimler Chrysler 汽车的多排量系统  10-11
    1.2.2 Mercedes-Benz 汽车的主动歇缸技术  11
    1.2.3 GM 汽车的智能燃油管理系统  11-12
    1.2.4 Honda 汽车的可变气缸管理  12-13
  1.3 本课题的基本思路  13
  1.4 本课题的主要研究内容及关键问题  13-15
    1.4.1 本课题的主要研究内容  13-14
    1.4.2 本课题的关键问题  14-15
第2章 发动机变排量理论基础及前期试验结果  15-24
  2.1 发动机性能指标及特性  15-18
    2.1.1 发动机的指示性能指标  15-16
    2.1.2 发动机的有效性能指标  16-17
    2.1.3 发动机工作过程中的热损失  17-18
    2.1.4 发动机速度特性  18
  2.2 发动机变工作排量技术  18-22
    2.2.1 变工作排量模式的设计原则  19
    2.2.2 变工作排量模式的设计方法  19-20
    2.2.3 控制周期等于4 循环变排量模式设计  20-21
    2.2.4 控制周期等于8 循环变排量模式设计  21-22
  2.3 变排量道路试验  22-23
  2.4 本章小结  23-24
第3章 发动机输出特性建模基础  24-36
  3.1 各种发动机输出特性计算方法  24-27
    3.1.1 基于热力学模型的工作过程数值计算  24-25
    3.1.2 类比法  25-26
    3.1.3 平均值模型  26-27
  3.2 平均值模型主要计算参数的获取  27-33
    3.2.1 结构参数  28-29
    3.2.2 计算参数  29-33
  3.3 利用经验公式预测发动机的外特性  33-35
  3.4 本章小结  35-36
第4章 变排量发动机输出特性建模  36-60
  4.1 平均值模型简介  36-37
  4.2 进气系统子模型  37-47
    4.2.1 节气门处空气流量模型  37-42
    4.2.2 进气门处空气流量模型  42-45
    4.2.3 进气歧管空气压力模型  45-47
  4.3 动态燃油子模型  47-51
  4.4 动力输出子模型  51-54
  4.5 变排量模型  54-56
  4.6 仿真结果分析  56-59
  4.7 本章小结  59-60
第5章 台架试验及模型验证  60-70
  5.1 台架试验系统  60-62
  5.2 台架试验数据处理数学模型  62-67
    5.2.1 利用最小二乘法拟合发动机外特性  63-64
    5.2.2 利用多元线性回归对发动机速度特性进行曲面拟合  64-67
  5.3 仿真结果与试验结果对比分析  67-69
  5.4 本章小结  69-70
结论  70-71
附录  71-73
参考文献  73-77
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  77-78
致谢  78-79
作者简介  79

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 汽车工程 > 汽车发动机
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