满足国Ⅳ标准的电控摩托车匹配技术研究

发布时间：2020-06-03 14:03

【摘要】：随着我国摩托车保有量的不断提升,摩托车污染物的排放总量不断升高,对我国生态环境和经济的可持续发展造成了巨大影响。为此,我国在参照全球技术法规和欧盟法规的基础上,结合我国摩托车行业发展现状颁布了摩托车国Ⅳ标准,针对标准中的排放限值和耐久里程要求,本文提出了一种仿真与试验相结合的新的电控摩托车匹配方法,并对消声器进行了使用耐久性研究。本文以某国产摩托车单缸发动机为研究对象,详细分析了摩托车国Ⅳ标准与旧标准的区别以及新的技术要求。通过阅读大量文献,研究了国内外发动机及整车匹配标定技术、计算机仿真和人工神经网络优化的应用,另外对消声器的设计和疲劳耐久分析也进行了研究。建立发动机仿真模型并进行校准。仿真得到的喷油脉宽和最佳点火提前角数据将用于后续研究。利用计算机仿真和正交试验设计,探究点火提前角、配气相位等参数对排放性能的影响,为发动机电控参数优化提供参考依据。利用BP神经网络建立预测模型,对仿真得到的最佳点火提前角和喷油脉宽MAP进行优化,结果将其用于接下来与试验结果的对比。在发动机试验台架上进行该摩托车单缸发动机的电控参数匹配标定试验,得到发动机喷油脉宽和最佳点火提前角MAP,将试验数据与计算机仿真和优化的结果进行对比,证明仿真优化后的结果有效且精确度较高。进行整车Ⅰ型排放试验,试验证明了标定后的整车排放性能满足摩托车国Ⅳ标准的排放限值。为满足新标准中耐久里程的要求,对摩托车消声器进行疲劳耐久分析。建立消声器的有限元模型并完成模型的网格划分等前处理工作。为保证所建模型的置信度,把自由模态分析结果与模态敲击试验测试结果进行对比。同时对消声器流体的背压和温度场进行分析以保证消声器符合正常的设计要求。最后使用ABAQUS软件和FE-SAFE软件进行消声器的热应力及疲劳耐久分析,施加载荷包括实车噪声振动试验得到的振动加速度和热应力分析结果。研究证明利用计算机仿真能够有效地辅助摩托车发动机匹配标定,同时有限元分析表明消声器疲劳寿命满足耐久要求。因此这种仿真优化与试验结合,同时配合消声器疲劳分析的方法,能够有效缓解传统的匹配标定试验和耐久试验耗时长、成本高的问题,开发出的摩托车满足国Ⅳ标准。
【图文】：

技术路线图,消声器,模态置信度,实体参数

武汉理工大学硕士学位论文排放性能。（4）消声器的疲劳耐久分析根据消声器实体参数建立消声器有限元模型，为了验证模型是否可用进行了消声器模态置信度检测。对消声器进行流体分析以保证消声器满足设计要求。利用已知的温度场进行消声器的热应力分析，，通过摩托车实车振动试验得到施加在消声器上的振动加速度数据，将其作为载荷输入完成消声器的疲劳分析。技术路线图如图 1-1 所示。

模型图,消声器,排气管,模型

13c）离散模型图2-1 排气管及消声器模型（3）进出口边界条件设置进出口边界条件的设置参数主要有排气温度、压力等。为简化模型，定义进入气缸的气体为理想气体，发动机工作时外界环境温度为 300K，大气压力为1 标准大气压，排气混合气成分选择汽油燃烧后混合物。另外假定除修改的目标参数外，每次发动机工作循环的初始条件相同，且各连接管路等无弹性变形或泄露情况。（4）模型搭建将建立好的各模块根据实际工作情况连接后搭建成为一个完整的耦合仿真模型，如图 2-2 所示。初步设置各运行参数运行模型。调取缸压曲线等相关参数曲线观测变化趋势是否与发动机实际工作过程一致，以判定所建模型有无重大错误。所得缸压曲线与内燃机实际工作过程测得曲线规律趋势一致
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U483

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