基于滑模理论的车用EGR系统混沌控制

基于高阶滑模混沌控制的快速稳定和高效鲁棒特点,建立了柴油机EGR系统动态数学模型;设计了柴油机EGR系统的误差评估滑模面、滑模控制率与混沌控制器;针对EGR阀动态控制规律与响应迟滞机理,制订了柴油机EGR阀的控制、修正与优化策略。利用Control Core软件,对EGR阀的响应特性、占空比和EGR率进行了仿真,实现了高阶滑模混沌控制器对EGR系统精确修正、优化与控制。依据柴油机瞬态测试循环法规,进行了增压柴油机EGR系统的动态响应特性和排放测试等试验。试验结果表明,该高阶滑模混沌控制器性能可靠、处理能力强、控制精度高,满足柴油机EGR系统的控制要求。     

重型柴油机全工况两阀联合控制EGR系统的设计

为对某重型柴油机EGR系统进行排放优化和流量精确控制,基于排放优化原则,采用了一种节气阀配合EGR阀控制EGR流量的全工况两阀联合控制系统。先后在半实物实时仿真平台和台架上进行了控制器跟踪效果和排放改进效果的验证。结果表明:所设计的控制器能在各种工况下精确控制空燃比;在测试工况条件下,排放水平较稳态EGR优化MAP控制方法有了较大改进。     

增压柴油机废气再循环控制系统

为了降低增压柴油机的NOx排放,设计了电控单向阀EGR系统,实现了废气再循环。阐述了EGR的系统方案和机构;研究了稳态和瞬态工况下EGR系统的控制策略和智能PID算法;进行了台架试验。试验表明,系统可以实现0~16%的EGR率,有效降低了NOx排放,使柴油机达到国Ⅲ标准。     

车用柴油机EGR瞬态响应特性

应用自行开发的柴油机瞬态测试系统和电控EGR系统进行了EGR瞬态响应特性研究。结果表明:瞬态工况下由于EGR压差的增加和进气量的减小造成EGR率大幅度超调,增加幅值随瞬变率增加而增加;EGR本身会造成柴油机排气烟度增加,瞬态工况下EGR率的超调更加剧了这种恶化;与稳态工况相比,1600 r/min、5 s增负荷工况EGR率最大超调幅度达到43%,排气烟度增加6倍;2000 r/min增负荷工况EGR瞬态响应特性具有大致相同的规律。在发动机瞬变过程中需要制定相应的EGR瞬态控制策略,以降低瞬态排气烟度。     

柴油机废气再循环控制策略的优化与仿真验证

针对发动机在瞬态工况下废气再循环（EGR）目标开度响应速度慢和稳定性差问题,在基于进气量控制的基础上,提出了一种基于最小二乘向量机的 EGR 目标开度预测模型。通过改进的平衡优化器算法来调整模型的正则化参数和带宽,并在选定的瞬态工况下对模型进行模拟仿真。结果表明：与反向传播神经网络（BPNN）、径向基函数神经网络（RBFNN）和广义回归神经网络相比,所提出的预测模型在瞬态工况下具有更好的预测性能;与现有的控制策略相比,所提控制策略的 EGR 率曲线有较好的实时跟踪性,且与传统控制相比,其响应速度更快、稳定性更好。     

柴油机装车实际高原环境应用特征分析及验证用试验循环开发

以三型柴油机为对象,基于跟踪记录的道路载荷数据,分析了柴油机装车在实际高原环境条件行驶呈现的主要特征,并就台架验证不充分的问题设计了高原台架模拟的试验循环。结果表明,柴油机在海拔4 300 m以上实际高原环境地区的运行主要集中在中高转速中高负荷区域,运行转速、排气温度、冷却水温度等参数存在较为严重的超限行为,其中柴油机冷却水温约70%以上时间处于超限状态。此外,柴油机主要工作在大于50%输出功率的区间,高原使用时增压比偏大。设计的高原台架模拟试验循环为600 s的瞬态试验循环,可表征柴油机装车后高原使用时的运行行为。     

重型柴油机瞬态工况排放和EGR影响的试验研究

本文中对一重型柴油机瞬态工况下的NOx与碳烟排放和引入EGR技术的影响进行试验研究。结果表明,引入EGR后,NOx的瞬态排放有所改善;但碳烟的瞬态排放恶化;关闭EGR阀可缓解碳烟瞬态排放的恶化。通过直流电机EGR阀关闭阶跃试验,揭示了EGR阀的关闭对发动机各项性能的影响规律,为重型柴油机瞬态排放的EGR控制提供了依据。     

汽车制动踏板的有限元分析

利用UG软件建立某轿车制动踏板总成的3D模型,基于ANSYS Workbeneh协同仿真平台,模拟制动踏板总成台架试验行业标准中规定的检验项目进行有限元分析,求得该车制动踏板的纵向位移、侧向位移、疲劳寿命。最后通过台架试验,表明该踏板的有限元分析与台架试验结果均符合行业标准。     

VGT-EGR替代方案控制策略的实现

基于柴油机VGT-EGR系统的控制原理,提出了由电子节气门(ETC)—可变废气控制系统(VEC)联合控制替代VGT单独控制并结合EGR系统进一步降低柴油机排放的方案,建立了能够模拟多缸单体泵柴油机运行并通过芯片内部程序对其执行器进行控制的在环仿真试验平台,制取了不同工况下的循环油量MAP图,研究并制订了ETC,VEC和EGR系统的控制策略,并通过在环仿真试验验证了控制策略的可行性。     

车用重型高压共轨柴油机EGR性能及优化

在1台CA6DL2—35E3重型高压共轨柴油机上建立原理性低压EGR系统,并进行了EGR性能试验。试验结果表明:在欧Ⅲ高压共轨柴油机平台下,小EGR率即可大幅度降低NOx排放;从性能及排放折中考虑,在中小负荷可适当增大废气回流量以实现低温燃烧;根据优化策略优化EGR率后,仅在13%EGR率范围内气体排放即可达到欧Ⅳ法规水平,而通过对大负荷最佳EGR率的修正,在满足排放要求的同时,可降低EGR散热损失;NOx比排放量随燃烧放热率峰值变化存在拐点(EGR率最优点),可作为改善尾气排放的有效判据。     

利用柴油机尾气后处理技术实现欧Ⅳ排放标准的试验研究

以某4缸增压直喷柴油机为样机,利用专业试验台架,在优化喷油提前角和EGR阀开度的前提下,联合利用氧化催化器(DOC)及微粒氧化催化转化器(POC)技术对柴油机尾气排放进行了试验研究,并总结了DOC和POC技术对柴油机排放的影响规律.试验结果表明,通过优化喷油提前角及EGR阀开度,并且选择正确的DOC与POC的布置形式,...     

大型柴油机DPF被动再生特性的试验研究

通过台架试验研究了不同废气再循环（EGR）率及不同排气节流阀开度对柴油机颗粒过滤器（DPF）被动再生的影响规律,对比了在世界协作瞬态循环（WHTC）工况前900s瞬态工况下开关EGR阀对DPF耐久特性的影响,并研究了驻车再生的效果。试验结果表明,EGR率及排气节流阀开度通过影响排气温度及排气NO2浓度影响DPF被动再生速度;正常WHTC工况前900s耐久循环下DPF碳载量不断增大,关闭EGR阀后进行WHTC工况前900s耐久循环后,DPF碳载量不断减少;驻车再生能够有效降低DPF碳载量。     

加载条件对柴油机瞬态响应的影响研究

应用GT-Power和Simulink软件建立了涡轮增压柴油机的动态模型和联合仿真平台，提出了“自然特性和恒转速”组合方式的测功机加载方式，对高原环境下柴油机瞬态过程进行模拟分析。通过不同的加载条件，分析了柴油机在加速过程中瞬态响应性差的影响因素，研究发现发动机转速和喷油量是影响涡轮增压器响应性的两个重要参数。先快速提升发动机转速，增加进气量，然后恒速加载能够克服增压器滞后现象，快速达到发动机的高负荷状态。应用这种仿真模拟方法，为车辆高原起步过程施加扭矩干预改变发动机运行工况，改善起步响应性提供依据。     

高速直喷式柴油机在不同废气再循环路线下的瞬态性能

为了满足未来排放法规的要求,各种可供选择的以提高废气再循环(EGR)率的EGR技术路线正受到研究人员的广泛关注,由于稳态排放在不断降低,排放试验运转循环中瞬态部分的排放峰值变得十分重要。因此,需要分析不同EGR技术路线的瞬态性能。对装有冷却式短线EGR和可变截面涡轮增压器的1,9 L轿车柴油机采用GT—Power软件进行了1维仿真分析。为了对仿真进行标定,测量了瞬态负荷,包括采用快速二氧化碳分析仪测量瞬态EGR率和气缸压力,以测取放热数据。采集了瞬态燃烧放热率的数据库进行仿真。用瞬态EGR率和进气压力作为选择某一循环正确放热率的判据。     

内部EGR增压中冷柴油机排放性能试验研究

以1台6缸增压柴油机为研究对象,提出了2种能够实现内部EGR的结构设计方案,利用软件建立了仿真模型,根据模拟计算结果确定了在排气凸轮上增加一个小凸轮,使排气门二次开启的试验方案.通过试验研究了内部EGR对柴油机动力性、经济性和排放性能的影响,试验结果表明,内部EGR系统能有效降低气体和PM污染物的排放.     

活塞敲击引起的缸套振动响应对缸套水侧空化的影响研究

为研究活塞侧击引起的缸套振动响应对柴油机缸套水侧空化状况的影响,以某国Ⅵ水冷柴油机为研究对象,结合结构动力学与计算流体力学,对缸套表面振动与其水侧流体动力学行为进行耦合分析.基于柴油机试验台架实测了缸套壁面振动,对应建立了柴油机气缸总成瞬态动力学模型,结合仿真与实测振动响应研究了活塞侧击作用下的缸套振动特性.然后,将瞬态动力学计算结果以动网格的形式输入二维冷却水套模型中进行数值模拟,研究了缸套振动形式、水套厚度和出口压力等因素对空化的影响.结果表明,缸套在活塞侧向力作用下的高频振动与其结构固有模态有关,缸套的高频模态振动和冷却水套厚度对缸套水侧的空化现象影响显著.提高冷却水套出口压力可小幅削减空化强度,而增加水套厚度对缸套水侧空化的抑制作用更为明显.     

高压共轨柴油机工作过程仿真及性能参数优化

结合4缸柴油机缸内燃烧压力实测数据,利用AVL Boost软件Burn功能分析了燃烧放热规律,获得了模拟柴油机燃烧所需的Vibe燃烧模型参数,建立了模拟柴油机工作过程仿真模型.分析并优化了影响柴油机性能的进排气歧管直径和长度、配气相位、EGR率等性能参数,同时对涡轮增压器进行了匹配计算分析.研究结果表明,利用热力学仿真...     

装备EGR系统柴油机的结构参数优化及排放性能试验研究

以装备EGR系统的增压直喷柴油机为研究对象,分别研究了燃烧室型式、喷油器喷孔直径和喷孔数量、喷油器喷孔夹角、喷油器启喷压力、喷油泵嘴端最高压力和喷油泵供油提前角对NO,和微粒排放的影响,以及不同EGR率对柴油机NO,以及微粒排放的影响.针对结构参数调整后的柴油机进行了台架试验,结果表明,在保持HC、CO排放基本不变的情况下,该柴油机的NO排放下降了21%.     

基于进气流量的电控柴油机EGR系统控制策略研究

针对现代电控柴油机废气再循环系统的功能和作用,对EGR系统的控制策略进行了分析,设计了基于实现发动机理论进气需求量为控制目的,对EGR阀和TVA阀进行联合控制的策略。通过MATLAB/Sim-ulink软件平台编写了EGR和TVA联合控制策略,并使用Targetlink工具生成C代码且集成到试验ECU。在发动机试验台架上,对控制系统中的基本MAP图进行标定并对EGR系统的控制功能进行了验证。台架试验结果表明,该控制策略通过对EGR和TVA的联合控制,可以实现对柴油机各工况下新鲜进气量的快速准确控制,控制效果满足预期要求。     

EGR柴油机瞬态性能优化研究

以降低瞬态过程烟度和NO_x排放为目标,在一台高压共轨电控重型柴油机上进行了EGR对柴油机恒转速增扭矩5s典型瞬态过程燃烧和排放性能影响的优化研究。结果表明:瞬态过程中固定EGR阀开度造成EGR率"超调"、烟度剧增;与"全程轨压"策略相比,"分段轨压"有利于改善小负荷工况的燃烧热氛围,提高瞬态起始负荷并耦合"分段轨压"可以有效降低瞬态过程烟度峰值;EGR阀的开闭对瞬态性能影响最大,瞬态过程1.5s关阀、4s开阀的策略可以实现较好的烟度和NO_x排放折中,消光烟度峰值为9.2%,NO_x峰值稍有增加但增幅不大。