本文關(guān)鍵詞：增壓直噴汽油機(jī)氣系統(tǒng)特性和控制策略研究

  更多相關(guān)文章： 渦輪增壓 直噴汽油機(jī) 放熱規(guī)律 掃氣 廢氣旁通閥

【摘要】：隨著國(guó)際排放法規(guī)的日益嚴(yán)格和駕車(chē)者對(duì)于動(dòng)力性能的需求,小排量高動(dòng)力性能發(fā)動(dòng)機(jī)成為了國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)。增壓直噴汽油機(jī)在提高升功率、降低油耗和排放方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)和巨大的開(kāi)發(fā)潛力,但它仍存在低速進(jìn)氣不足和瞬態(tài)響應(yīng)滯后的問(wèn)題。本文以2.0L增壓直噴汽油機(jī)為研究對(duì)象,開(kāi)展燃燒放熱規(guī)律分析,并針對(duì)穩(wěn)態(tài)全負(fù)荷工況低速掃氣特性和瞬態(tài)工況廢氣旁通閥控制策略進(jìn)行研究,以提高其穩(wěn)態(tài)的進(jìn)氣量和瞬態(tài)響應(yīng)性能,具有十分重要的理論和實(shí)際意義。首先建立了增壓直噴汽油機(jī)的穩(wěn)態(tài)仿真模型,研究了匹配不同增壓器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響,確定了采用GT20 C201A增壓器的匹配方案。并基于爆震模型,研究了中冷后溫度對(duì)缸內(nèi)爆震情況的影響�；谠囼�(yàn)氣缸壓力數(shù)據(jù),分析了發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒放熱規(guī)律,并針對(duì)不同工況的燃燒信息,擬合得到了燃燒模型的修正公式,可用于發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)試驗(yàn)數(shù)據(jù)工況的燃燒模型修正。針對(duì)穩(wěn)態(tài)全負(fù)荷工況的進(jìn)排氣壓力波動(dòng)進(jìn)行了分析,對(duì)比了進(jìn)排氣壓差和掃氣參數(shù)的變化,確定了全負(fù)荷工況可用掃氣轉(zhuǎn)速區(qū)域?yàn)?000~2700r/min。此時(shí),掃氣系數(shù)大于1.02,單缸掃氣量大于20mg,掃氣效果較為明顯。并以進(jìn)氣量為優(yōu)化目標(biāo),完成了全負(fù)荷工況氣門(mén)正時(shí)策略的優(yōu)化研究,顯著改善了發(fā)動(dòng)機(jī)低速進(jìn)氣不足問(wèn)題。通過(guò)研究廢氣旁通閥關(guān)閉持續(xù)期的影響和PD控制效果,確定了瞬態(tài)工況廢氣旁通閥優(yōu)化控制策略,即在瞬態(tài)變化開(kāi)始時(shí)關(guān)閉廢氣旁通閥,當(dāng)渦輪增壓器轉(zhuǎn)速達(dá)165000r/min時(shí)通過(guò)PD控制旁通閥開(kāi)度,其中,P參數(shù)為-0.03,D參數(shù)為-0.005。此時(shí),不僅能顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪增壓器的瞬態(tài)響應(yīng)性能,且能有效避免渦輪增壓器轉(zhuǎn)速發(fā)生超調(diào)現(xiàn)象。
【關(guān)鍵詞】：渦輪增壓 直噴汽油機(jī) 放熱規(guī)律 掃氣 廢氣旁通閥
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TK413
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 增壓GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀10-20
• 1.1.1 增壓GDI發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)10-14
• 1.1.2 增壓GDI發(fā)動(dòng)機(jī)氣系統(tǒng)研究成果14-20
• 1.2 增壓GDI發(fā)動(dòng)機(jī)氣系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)進(jìn)氣特性研究20-22
• 1.2.1 增壓GDI發(fā)動(dòng)機(jī)低速進(jìn)氣不足問(wèn)題20
• 1.2.2 改善低速進(jìn)氣不足的手段研究20-22
• 1.3 增壓GDI發(fā)動(dòng)機(jī)氣系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)性能研究22-24
• 1.3.1 增壓GDI發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)響應(yīng)滯后問(wèn)題22
• 1.3.2 改善瞬態(tài)響應(yīng)性能的手段研究22-24
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容24-26
• 第二章 增壓直噴汽油機(jī)仿真模型的建立及增壓系統(tǒng)匹配計(jì)算研究26-38
• 2.1 增壓直噴汽油機(jī)仿真模型的建立26-27
• 2.1.1 增壓直噴汽油機(jī)系統(tǒng)的組成26-27
• 2.1.2 增壓直噴汽油機(jī)仿真模型的建立27
• 2.2 增壓直噴汽油機(jī)的增壓器匹配方案確定27-36
• 2.2.1 增壓系統(tǒng)匹配要求27-29
• 2.2.2 增壓器匹配方案29-34
• 2.2.3 中冷器性能對(duì)爆震的影響34-36
• 2.3 仿真模型的校核36
• 2.4 本章小結(jié)36-38
• 第三章 增壓直噴汽油機(jī)燃燒放熱規(guī)律分析與燃燒模型的修正研究38-60
• 3.1 增壓直噴汽油機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架38-41
• 3.2 增壓直噴汽油機(jī)燃燒放熱規(guī)律研究41-52
• 3.2.1 轉(zhuǎn)速、負(fù)荷對(duì)增壓直噴汽油機(jī)氣缸壓力的影響分析42-47
• 3.2.2 轉(zhuǎn)速、負(fù)荷對(duì)增壓直噴汽油機(jī)摩擦損失的影響分析47-48
• 3.2.3 轉(zhuǎn)速、負(fù)荷對(duì)增壓直噴汽油機(jī)燃燒特征參數(shù)的影響分析48-52
• 3.3 增壓直噴汽油機(jī)燃燒模型的修正方法研究52-58
• 3.3.1 燃燒特定點(diǎn)qCA50的修正52-54
• 3.3.2 燃燒持續(xù)期jCA1090的修正54-56
• 3.3.3 形狀因子m的修正56-58
• 3.3.4 燃燒模型修正公式的驗(yàn)證58
• 3.4 本章小結(jié)58-60
• 第四章 增壓直噴汽油機(jī)穩(wěn)態(tài)掃氣特性及氣門(mén)正時(shí)優(yōu)化策略研究60-72
• 4.1 增壓直噴汽油機(jī)穩(wěn)態(tài)掃氣特性研究60-64
• 4.1.1 進(jìn)排氣道壓力波動(dòng)分析60-61
• 4.1.2 全負(fù)荷工況可用掃氣轉(zhuǎn)速區(qū)域的確定61-64
• 4.2 氣門(mén)正時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響研究64-68
• 4.2.1 最大轉(zhuǎn)矩工況點(diǎn)64-66
• 4.2.2 額定功率工況點(diǎn)66-68
• 4.3 增壓直噴汽油機(jī)氣門(mén)正時(shí)優(yōu)化策略研究68-71
• 4.3.1 氣門(mén)正時(shí)策略?xún)?yōu)化方法68
• 4.3.2 氣門(mén)正時(shí)策略?xún)?yōu)化結(jié)果分析68-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 第五章 增壓直噴汽油機(jī)瞬態(tài)廢氣旁通閥控制策略及響應(yīng)性能優(yōu)化研究72-90
• 5.1 增壓直噴汽油機(jī)瞬態(tài)特性研究72-77
• 5.1.1 瞬態(tài)仿真模型的建立72-73
• 5.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)性能計(jì)算分析73-77
• 5.2 廢氣旁通閥關(guān)閉持續(xù)期對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)性能的影響研究77-82
• 5.2.1 廢氣旁通閥關(guān)閉持續(xù)期的影響研究方案77-78
• 5.2.2 不同廢氣旁通閥關(guān)閉持續(xù)期的計(jì)算結(jié)果分析78-82
• 5.3 瞬態(tài)工況廢氣旁通閥PID控制策略研究82-87
• 5.3.1 廢氣旁通閥PID控制模型建立及方案確定82-85
• 5.3.2 P參數(shù)的影響分析及整定研究85-86
• 5.3.3 D參數(shù)的影響分析及整定研究86-87
• 5.3.4 廢氣旁通閥PD控制策略?xún)?yōu)選結(jié)果87
• 5.4 本章小結(jié)87-90
• 第六章 全文總結(jié)與展望90-92
• 6.1 全文總結(jié)90-91
• 6.2 展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 致謝96-98
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文98-100

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本文編號(hào)：562566