【摘要】：隨著我國(guó)摩托車保有量的不斷提升,摩托車污染物的排放總量不斷升高,對(duì)我國(guó)生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展造成了巨大影響。為此,我國(guó)在參照全球技術(shù)法規(guī)和歐盟法規(guī)的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國(guó)摩托車行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀頒布了摩托車國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中的排放限值和耐久里程要求,本文提出了一種仿真與試驗(yàn)相結(jié)合的新的電控摩托車匹配方法,并對(duì)消聲器進(jìn)行了使用耐久性研究。本文以某國(guó)產(chǎn)摩托車單缸發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象,詳細(xì)分析了摩托車國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)與舊標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)別以及新的技術(shù)要求。通過閱讀大量文獻(xiàn),研究了國(guó)內(nèi)外發(fā)動(dòng)機(jī)及整車匹配標(biāo)定技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的應(yīng)用,另外對(duì)消聲器的設(shè)計(jì)和疲勞耐久分析也進(jìn)行了研究。建立發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型并進(jìn)行校準(zhǔn)。仿真得到的噴油脈寬和最佳點(diǎn)火提前角數(shù)據(jù)將用于后續(xù)研究。利用計(jì)算機(jī)仿真和正交試驗(yàn)設(shè)計(jì),探究點(diǎn)火提前角、配氣相位等參數(shù)對(duì)排放性能的影響,為發(fā)動(dòng)機(jī)電控參數(shù)優(yōu)化提供參考依據(jù)。利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立預(yù)測(cè)模型,對(duì)仿真得到的最佳點(diǎn)火提前角和噴油脈寬MAP進(jìn)行優(yōu)化,結(jié)果將其用于接下來(lái)與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比。在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行該摩托車單缸發(fā)動(dòng)機(jī)的電控參數(shù)匹配標(biāo)定試驗(yàn),得到發(fā)動(dòng)機(jī)噴油脈寬和最佳點(diǎn)火提前角MAP,將試驗(yàn)數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)仿真和優(yōu)化的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,證明仿真優(yōu)化后的結(jié)果有效且精確度較高。進(jìn)行整車Ⅰ型排放試驗(yàn),試驗(yàn)證明了標(biāo)定后的整車排放性能滿足摩托車國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)的排放限值。為滿足新標(biāo)準(zhǔn)中耐久里程的要求,對(duì)摩托車消聲器進(jìn)行疲勞耐久分析。建立消聲器的有限元模型并完成模型的網(wǎng)格劃分等前處理工作。為保證所建模型的置信度,把自由模態(tài)分析結(jié)果與模態(tài)敲擊試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。同時(shí)對(duì)消聲器流體的背壓和溫度場(chǎng)進(jìn)行分析以保證消聲器符合正常的設(shè)計(jì)要求。最后使用ABAQUS軟件和FE-SAFE軟件進(jìn)行消聲器的熱應(yīng)力及疲勞耐久分析,施加載荷包括實(shí)車噪聲振動(dòng)試驗(yàn)得到的振動(dòng)加速度和熱應(yīng)力分析結(jié)果。研究證明利用計(jì)算機(jī)仿真能夠有效地輔助摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)匹配標(biāo)定,同時(shí)有限元分析表明消聲器疲勞壽命滿足耐久要求。因此這種仿真優(yōu)化與試驗(yàn)結(jié)合,同時(shí)配合消聲器疲勞分析的方法,能夠有效緩解傳統(tǒng)的匹配標(biāo)定試驗(yàn)和耐久試驗(yàn)耗時(shí)長(zhǎng)、成本高的問題,開發(fā)出的摩托車滿足國(guó)Ⅳ標(biāo)準(zhǔn)。
【圖文】：

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文排放性能。（4）消聲器的疲勞耐久分析根據(jù)消聲器實(shí)體參數(shù)建立消聲器有限元模型，為了驗(yàn)證模型是否可用進(jìn)行了消聲器模態(tài)置信度檢測(cè)。對(duì)消聲器進(jìn)行流體分析以保證消聲器滿足設(shè)計(jì)要求。利用已知的溫度場(chǎng)進(jìn)行消聲器的熱應(yīng)力分析，，通過摩托車實(shí)車振動(dòng)試驗(yàn)得到施加在消聲器上的振動(dòng)加速度數(shù)據(jù)，將其作為載荷輸入完成消聲器的疲勞分析。技術(shù)路線圖如圖 1-1 所示。

13c）離散模型圖2-1 排氣管及消聲器模型（3）進(jìn)出口邊界條件設(shè)置進(jìn)出口邊界條件的設(shè)置參數(shù)主要有排氣溫度、壓力等。為簡(jiǎn)化模型，定義進(jìn)入氣缸的氣體為理想氣體，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)外界環(huán)境溫度為 300K，大氣壓力為1 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，排氣混合氣成分選擇汽油燃燒后混合物。另外假定除修改的目標(biāo)參數(shù)外，每次發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的初始條件相同，且各連接管路等無(wú)彈性變形或泄露情況。（4）模型搭建將建立好的各模塊根據(jù)實(shí)際工作情況連接后搭建成為一個(gè)完整的耦合仿真模型，如圖 2-2 所示。初步設(shè)置各運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行模型。調(diào)取缸壓曲線等相關(guān)參數(shù)曲線觀測(cè)變化趨勢(shì)是否與發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際工作過程一致，以判定所建模型有無(wú)重大錯(cuò)誤。所得缸壓曲線與內(nèi)燃機(jī)實(shí)際工作過程測(cè)得曲線規(guī)律趨勢(shì)一致
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U483

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本文編號(hào)：2694931