【摘要】：發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的核心部件,其核心技術(shù)之一的爆震控制一直被少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家所壟斷,已形成阻礙我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平提升的壁壘。本文研究影響汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒熱效率提升的其中兩個(gè)重要因素—爆震診斷和爆震控制,研究其國(guó)際上前沿的核心理論方法。本文的研究以GSX-R600四缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)作為試驗(yàn)對(duì)象。完善了發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架。對(duì)基于振動(dòng)傳感器的信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了選型設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了部分工況的發(fā)動(dòng)機(jī)爆震試驗(yàn),為爆震診斷和爆震控制的研究獲取了必要的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。提出了一種較為完善的爆震特征提取、自動(dòng)識(shí)別和爆震診斷算法:(1)對(duì)所檢測(cè)的信號(hào)(利用振動(dòng)傳感器檢測(cè)到的信號(hào))進(jìn)行離散小波變換,獲得爆震特征信號(hào);(2)利用Hilbert變換對(duì)爆震特征信號(hào)在包絡(luò)窗口內(nèi)取包絡(luò);(3)對(duì)包絡(luò)線進(jìn)行擬合;(4)定義一種爆震強(qiáng)度指標(biāo),利用此爆震強(qiáng)度指標(biāo)判定爆震強(qiáng)弱。該方法應(yīng)用于試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī),結(jié)果表明所提出的方法能夠?qū)崿F(xiàn)爆震特征的機(jī)器自動(dòng)識(shí)別,診斷準(zhǔn)確性優(yōu)于常規(guī)爆震診斷方法。利用試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)各點(diǎn)火提前角時(shí)的爆震強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)性和分布規(guī)律研究。結(jié)果表明,爆震事件是獨(dú)立隨機(jī)過(guò)程。因此,爆震事件應(yīng)當(dāng)作為獨(dú)立隨機(jī)過(guò)程來(lái)進(jìn)行控制,選取正態(tài)分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布、伽馬分布、Log-logistic分布、t Location-Scale分布和廣義極值分布六種概率密度分布函數(shù)對(duì)爆震強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行了擬合對(duì)比分析。結(jié)果表明,點(diǎn)火提前角較小時(shí),爆震強(qiáng)度數(shù)據(jù)的分布規(guī)律接近t Location-Scale分布;點(diǎn)火提前角較大時(shí),爆震強(qiáng)度數(shù)據(jù)的分布規(guī)律接近對(duì)數(shù)正態(tài)分布。建立了爆震強(qiáng)度數(shù)據(jù)的仿真模型,給出了基于有限的爆震強(qiáng)度數(shù)據(jù)仿真出充足、可靠的爆震強(qiáng)度數(shù)據(jù)方法。在此基礎(chǔ)上,建立了常規(guī)爆震控制方法和基于似然比的爆震隨機(jī)控制方法的仿真模型,并對(duì)兩種控制器進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò)仿真方法,對(duì)比分析了常規(guī)爆震控制方法和基于似然比的爆震隨機(jī)控制方法的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)控制特性,給出了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,提出了一種可同時(shí)慮及爆震強(qiáng)度大小和爆震事件率的爆震隨機(jī)控制方法,簡(jiǎn)稱KI-LN爆震隨機(jī)控制方法。將KI-LN爆震隨機(jī)控制方法應(yīng)用于試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)爆震數(shù)據(jù),仿真結(jié)果表明,該方法不但實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)爆震的隨機(jī)控制,而且能夠按照設(shè)定的爆震強(qiáng)度閾值,控制發(fā)動(dòng)機(jī)避免發(fā)生較大強(qiáng)度的爆震,從而實(shí)現(xiàn)在保證發(fā)動(dòng)機(jī)安全運(yùn)行的條件下,使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在爆震邊緣,以獲得發(fā)動(dòng)機(jī)最佳的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U464.171

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本文編號(hào)：2719265