基于模型的柴油机排放虚拟标定平台开发
发布时间：2021-01-24 07:05
随着排放法规的日益严苛,对柴油机排放物限值要求进一步加严,排放测试循环也发生了重大改变。为满足排放法规的严苛要求,需要对柴油机后处理系统等零部件进行多方案选型设计,对电子控制单元（Electronic Control Unit,ECU）大量标定参数进行优化。为了减轻台架试验工作量,节省成本,提高效率,通过仿真技术对柴油机及后处理系统进行仿真设计,依托dSPACE硬件在环仿真平台对ECU标定参数进行优化显得意义重大。本文针对东风某款柴油机进行了台架试验及仿真分析,基于试验数据搭建柴油机的进排气系统及原排模型,用于硬件在环仿真计算。首先通过DOE（design of experiment）试验分析了某款柴油机的性能特性,并对柴油机的标定参数进行初始标定。然后基于稳态DOE试验数据训练神经网络来搭建柴油机的燃烧模型,用于预测柴油机的燃烧排放特性;利用热力学分析软件搭建了柴油机的进排气系统模型来模拟涡轮增压、EGR以及中冷器。通过WHTC循环（World Harmonized Transient Cycle）试验验证模型的准确性。搭建的柴油机性能模型能够较为精确预测柴油机的动力及排放特性,整体...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
柴油机结构示意图
第２章柴油机性能建模及验证??度测量仪测量颗粒物的排放。柴油机台架试验布置如图２－?２所示。??图２－２柴油机台架试验布置??２．２柴油机进排气系统建模??２．２．１流体动力学控制方程??ＧＴ－Ｐｏｗｅｒ的湍流模型是基于一维Ｎ－Ｓ方程求解，即连续性、动量和能量守??恒方程。整个系统被离散化为多个子容积，包括直管和弯管等。其中假设标量（压??力，温度，密度，内能，恰，物质浓度等）在每个容积上是均匀的，其在质心上??进行计算，而矢量则在边界上计算。这种离散化被称为“交错网格”，其示意图??见图２－３。??Ｉ?ＩＩ?ＩＩ?Ｉ??＾?Ｉ?＾?Ｉ?＾?Ｘ．Ｉ?ＩＩ?孑?Ｉ?＾?Ｉ?孑??Ｉ?Ｉ?ＩＩ?Ｉ?！?Ｉ?Ａｖ?Ｉ???Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ???ｔ?Ｉ??Ｖｅｃｔｏｒ?ｑｕａｎｉｉｔｉｃｓ?＾?Ｓｃａｌａｒ?ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ??ｖ．?ｅｔｃ．?ｐ，?ｃ．?Ｐ．?Ｔ．?ｅｔｃ??图２－３交错网格示意图??流体动力学控制方程如下所示：??连续性方程：
图２－２柴油机台架试验布置??２．２柴油机进排气系统建模??２．２．１流体动力学控制方程??ＧＴ－Ｐｏｗｅｒ的湍流模型是基于一维Ｎ－Ｓ方程求解，即连续性、动量和能量守??恒方程。整个系统被离散化为多个子容积，包括直管和弯管等。其中假设标量（压??力，温度，密度，内能，恰，物质浓度等）在每个容积上是均匀的，其在质心上??进行计算，而矢量则在边界上计算。这种离散化被称为“交错网格”，其示意图??见图２－３。??Ｉ?ＩＩ?ＩＩ?Ｉ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]重型柴油车尿素SCR系统及其控制策略研究进展[J]. 王国仰,张俊,祁金柱,刘世宇,肖建华,帅石金. 内燃机工程. 2018(06)
[2]基于神经网络的发动机故障诊断研究[J]. 辛梅,王英宇. 小型内燃机与车辆技术. 2018(04)
[3]柴油机SCR系统控制策略研究与软件设计[J]. 李捷辉,胡立,段畅,刘婧,张隆基. 车用发动机. 2018(03)
[4]柴油机SCR尿素喷射方式研究[J]. 岳广照,刘兴华,孙柏刚,仇滔,姚小刚. 北京理工大学学报. 2018(02)
[5]机动车污染物排放量分析——《中国机动车环境管理年报（2017）》第Ⅱ部分[J]. 黄志辉,郝春晓,王军方,谢琼. 环境保护. 2017(13)
[6]基于氨存储特性修正的Urea-SCR喷射控制策略研究[J]. 马明,彭升平,马永兵,胡静,华伦. 汽车技术. 2016(09)
[7]神经网络七十年:回顾与展望[J]. 焦李成,杨淑媛,刘芳,王士刚,冯志玺. 计算机学报. 2016(08)
[8]WHSC/WHTC与ESC/ETC测试循环的试验比较与研究[J]. 赵国斌,盖永田,耿帅,金灵,伍恒. 汽车工程学报. 2015(01)
[9]基于DOE和神经网络的增压柴油机实时模型建模方法研究[J]. 韩恺,吴滔滔,赵长禄,朱振夏,刘杨杨. 内燃机工程. 2014(01)
[10]利用SCR技术降低车用柴油机NOx排放的控制策略研究[J]. 佟德辉,李国祥,陶建忠. 车用发动机. 2009(05)
博士论文
[1]汽车底盘集成非线性鲁棒控制方法研究[D]. 张家旭.吉林大学 2018
[2]增压柴油机瞬态工况性能仿真及优化[D]. 隋菱歌.吉林大学 2012
[3]降低车用柴油机NOx排放的SCR技术控制策略研究[D]. 佟德辉.山东大学 2009
硕士论文
[1]基于WHSC的重型柴油机后处理系统匹配设计[D]. 白凤月.山东大学 2018
[2]公交车电动机械自动变速箱选换挡机构控制策略研究[D]. 张瑞昌.天津大学 2017
[3]柴油机SCR系统尿素喷射控制研究[D]. 杨斌.昆明理工大学 2017
[4]用于柴油机ECU功能安全评估的HIL平台开发[D]. 张震.天津大学 2012
[5]柴油机微粒捕集器捕集再生机理及模型研究[D]. 王劲.湖南大学 2005
本文编号：2996814
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
柴油机结构示意图
第２章柴油机性能建模及验证??度测量仪测量颗粒物的排放。柴油机台架试验布置如图２－?２所示。??图２－２柴油机台架试验布置??２．２柴油机进排气系统建模??２．２．１流体动力学控制方程??ＧＴ－Ｐｏｗｅｒ的湍流模型是基于一维Ｎ－Ｓ方程求解，即连续性、动量和能量守??恒方程。整个系统被离散化为多个子容积，包括直管和弯管等。其中假设标量（压??力，温度，密度，内能，恰，物质浓度等）在每个容积上是均匀的，其在质心上??进行计算，而矢量则在边界上计算。这种离散化被称为“交错网格”，其示意图??见图２－３。??Ｉ?ＩＩ?ＩＩ?Ｉ??＾?Ｉ?＾?Ｉ?＾?Ｘ．Ｉ?ＩＩ?孑?Ｉ?＾?Ｉ?孑??Ｉ?Ｉ?ＩＩ?Ｉ?！?Ｉ?Ａｖ?Ｉ???Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ???ｔ?Ｉ??Ｖｅｃｔｏｒ?ｑｕａｎｉｉｔｉｃｓ?＾?Ｓｃａｌａｒ?ｑｕａｎｔｉｔｉｅｓ??ｖ．?ｅｔｃ．?ｐ，?ｃ．?Ｐ．?Ｔ．?ｅｔｃ??图２－３交错网格示意图??流体动力学控制方程如下所示：??连续性方程：
图２－２柴油机台架试验布置??２．２柴油机进排气系统建模??２．２．１流体动力学控制方程??ＧＴ－Ｐｏｗｅｒ的湍流模型是基于一维Ｎ－Ｓ方程求解，即连续性、动量和能量守??恒方程。整个系统被离散化为多个子容积，包括直管和弯管等。其中假设标量（压??力，温度，密度，内能，恰，物质浓度等）在每个容积上是均匀的，其在质心上??进行计算，而矢量则在边界上计算。这种离散化被称为“交错网格”，其示意图??见图２－３。??Ｉ?ＩＩ?ＩＩ?Ｉ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]重型柴油车尿素SCR系统及其控制策略研究进展[J]. 王国仰,张俊,祁金柱,刘世宇,肖建华,帅石金. 内燃机工程. 2018(06)
[2]基于神经网络的发动机故障诊断研究[J]. 辛梅,王英宇. 小型内燃机与车辆技术. 2018(04)
[3]柴油机SCR系统控制策略研究与软件设计[J]. 李捷辉,胡立,段畅,刘婧,张隆基. 车用发动机. 2018(03)
[4]柴油机SCR尿素喷射方式研究[J]. 岳广照,刘兴华,孙柏刚,仇滔,姚小刚. 北京理工大学学报. 2018(02)
[5]机动车污染物排放量分析——《中国机动车环境管理年报（2017）》第Ⅱ部分[J]. 黄志辉,郝春晓,王军方,谢琼. 环境保护. 2017(13)
[6]基于氨存储特性修正的Urea-SCR喷射控制策略研究[J]. 马明,彭升平,马永兵,胡静,华伦. 汽车技术. 2016(09)
[7]神经网络七十年:回顾与展望[J]. 焦李成,杨淑媛,刘芳,王士刚,冯志玺. 计算机学报. 2016(08)
[8]WHSC/WHTC与ESC/ETC测试循环的试验比较与研究[J]. 赵国斌,盖永田,耿帅,金灵,伍恒. 汽车工程学报. 2015(01)
[9]基于DOE和神经网络的增压柴油机实时模型建模方法研究[J]. 韩恺,吴滔滔,赵长禄,朱振夏,刘杨杨. 内燃机工程. 2014(01)
[10]利用SCR技术降低车用柴油机NOx排放的控制策略研究[J]. 佟德辉,李国祥,陶建忠. 车用发动机. 2009(05)
博士论文
[1]汽车底盘集成非线性鲁棒控制方法研究[D]. 张家旭.吉林大学 2018
[2]增压柴油机瞬态工况性能仿真及优化[D]. 隋菱歌.吉林大学 2012
[3]降低车用柴油机NOx排放的SCR技术控制策略研究[D]. 佟德辉.山东大学 2009
硕士论文
[1]基于WHSC的重型柴油机后处理系统匹配设计[D]. 白凤月.山东大学 2018
[2]公交车电动机械自动变速箱选换挡机构控制策略研究[D]. 张瑞昌.天津大学 2017
[3]柴油机SCR系统尿素喷射控制研究[D]. 杨斌.昆明理工大学 2017
[4]用于柴油机ECU功能安全评估的HIL平台开发[D]. 张震.天津大学 2012
[5]柴油机微粒捕集器捕集再生机理及模型研究[D]. 王劲.湖南大学 2005
本文编号：2996814
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