汽油发动机动力输出模型研究

发布时间：2023-09-29 06:05

　　随着汽车电控系统的广泛应用,发动机作为传统汽车以及混合动力汽车的主要动力源,其动力输出对动力传动系统的匹配及控制具有重要作用。如对混合动力汽车而言,其模式切换过程中如何协调发动机和电机输出从而使汽车平稳运行一直是混合动力汽车的研究热点,而这一问题的关键除了在于如何通过电机快速精确协调控制,还在于如何准确预估以及控制发动机的动力输出。因此,研究发动机动力输出模型,进而实现对发动机动力输出的准确预测对整车控制而言具有重要意义。因此本文在对现有汽油发动机建模方法分析的基础上,以理论和试验相结合的方法对平均值模型和两区燃烧模型进行了研究,具体工作如下:(1)利用发动机台架测试,对两款国产汽油机(自然吸气及涡轮增压)进行发动机稳态台架试验,获得了较为全面的汽油机稳态台架试验数据,通过试验数据分析发动机进气歧管压力、进气正时、过量空气系数对发动机动力性以及经济性的影响规律,研究点火正时对转矩输出、燃油消耗率以及燃烧特征参数的影响,对发动机指示平均有效压力循环波动进行定量分析。(2)对传统发动机平均值模型的三大子模型:进气动态模型,燃油动态模型和曲轴动力学模型的建模过程进行理论研究,结合台架实测试验...

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 经验模型
        1.2.2 平均值模型
        1.2.3 缸内燃烧模型
    1.3 主要研究内容
2 发动机稳态特性测试及数据分析
    2.1 发动机稳态特性试验
        2.1.1 发动机稳态台架试验测量设备
        2.1.2 台架试验内容
    2.2 试验对象
    2.3 发动机动力性影响因素分析
        2.3.1 充量系数的影响分析
        2.3.2 有效效率的影响分析
        2.3.3 过量空气系数的影响分析
    2.4 发动机经济性影响因素分析
    2.5 发动机燃烧过程分析
        2.5.1 点火提前角的影响分析
        2.5.2 发动机循环波动分析
    2.6 本章小结
3 汽油发动机平均值模型
    3.1 进气动态模型
        3.1.1 节气门流量模型
        3.1.2 进气阀流量模型
        3.1.3 进气歧管压力变化模型
    3.2 燃油动态模型
    3.3 曲轴动力学模型
    3.4 发动机平均值模型
    3.5 本章小结
4 汽油发动机两区燃烧模型
    4.1 缸内热力学过程控制方程
    4.2 缸内热力学过程的细分
    4.3 工质热力学性质计算模型
        4.3.1 工质热力性质求解原理
        4.3.2 缸内未燃混合气体热力学性质计算
        4.3.3 缸内已燃混合气体热力学性质计算
        4.3.4 求解已燃气体组分的牛顿—拉夫逊法
    4.4 其他子模型
        4.4.1 缸内几何模型
        4.4.2 进排气流量计算模型
        4.4.3 燃烧放热率模型
        4.4.4 传热模型
    4.5 模型求解方法及仿真流程
        4.5.1 求解常微分方程的龙格库塔法
        4.5.2 模型仿真流程
    4.6 模型的改进
    4.7 转矩计算模型
    4.8 本章小结
5 模型校核及仿真计算分析
    5.1 平均值模型的稳态工况校核
        5.1.1 进气动态模型的稳态工况校核
        5.1.2 燃油动态模型的稳态工况校核
    5.2 平均值模型动力输出仿真
        5.2.1 平均值模型稳态输出仿真
        5.2.2 平均值模型动态输出仿真
    5.3 两区燃烧模型动力输出仿真
    5.4 两种动力输出模型对比分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 展望与建议
参考文献
附录
    A作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文
    B作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目
    C学位论文数据集
致谢



本文编号：3849431