自由活塞发动机二冲程运行模式换气过程优化

以某单缸汽油机为研究对象,以AVL Boost软件为平台,在参考原型机实际工作参数的条件下搭建发动机系统整体模型;选取合适的燃烧模型、传热模型对热力学影响参数进行仿真,将仿真结果与试验结果进行对比并进行参数修正,以得到准确的仿真模型。在获得精度较优仿真模型的基础上,重点对原型机系统的配气方案进行优化,搭建基于AVL Boost和Matlab/Simulink软件的联合仿真优化环境,并利用粒子群智能优化算法对发动机配气正时进行智能寻优,最终确定二冲程下的最佳配气方案,为原型机系统二冲程运行模式下的优化和改进提供了基础。     

柴油机配气相位的优化设计

利用AVL-BOOST软件进行了配气相位对发动机性能影响的仿真分析，依次把排气提前角和进气晚关角作为优化自变量，以燃油经济性为目标，对原型发动机的配气相位进行了优化，并通过试验验证了优化结果。     

发动机采用BOOST建模和与CRUISE联合仿真的研究

利用AVL公司开发的BOOST软件可宏观地描述发动机的热力学过程且优化发动机的性能,而AVL的CRUISE软件可调用BOOST建立的发动机模型.在进行道路循环工况的仿真时,须对发动机全部工况点进行准确的标定.文中采用BOOST开发了发动机的仿真模型.通过调整节气门开度和燃烧模型参数,标定了发动机在多个转速和负荷点的转矩、功率和油耗,较好地模拟了发动机的动力性和经济性.最后基于ECE循环工况,将此模型与CRUISE进行联合仿真,分析了发动机瞬态工况的动力性、油耗和NO_x排放等参数.     

基于电磁驱动气门的发动机停缸技术研究

为改善车用发动机部分负载时的燃油经济性,提出了一种应用电磁驱动气门来实现的发动机停缸技术.首先对发动机某一气缸停止工作循环时的工作过程进行了性能仿真,以单缸在1个循环内所做负功最小为优化目标,计算得到了单缸停止1个工作循环的起始点.以尽量保证各缸间的工作均匀性为基本原则,设计了4缸发动机顺序间歇停缸方案并进行了仿真与分...     

重度混合动力汽车燃油经济性和排放多目标优化

考虑重度混合动力汽车运行模式切换时发动机频繁起停对油耗的影响,建立了整车动态仿真模型和综合考虑燃油消耗和排放的多目标优化模型,采用简化控制变量的动态规划算法并结合自动变速器经济性换挡规律,在NEDC工况下对多目标优化模型进行仿真.结果表明,发动机的频繁起停对整车燃油消耗有显著影响,采用动态规划算法可全局优化整车燃油经济...     

新型混合动力系统能量管理优化研究

针对一种新型混合动力系统,运用最小值原理对系统进行能量管理优化,在保证SOC平衡的前提下,针对已知循环工况,以整个循环工况等效能量消耗最小为优化目标,确定系统最优的工作模式和发动机、电机转矩的最优分配方式以及转速的无级调速控制。提出了基于全局优化的能量管理实时控制策略,进行了离线优化和硬件在环仿真测试。结果表明:所研究的新型混合动力系统具有显著的节油效果,优化方法和控制策略是切实有效的。     

串联式静液传动混合动力车辆功率管理策略

针对串联式静液传动混合动力车辆中,发动机工作状况独立于车轮负载情况,储能元件功率密度大、能量密度低的特点,提出了基于随机动态规划方法的发动机功率管理策略,对发动机工作点进行优化控制.根据传统车辆性能参数配置了串联式静液传动混合动力车辆,以降低燃油消耗为优化目标,对原发动机和减小装机功率的发动机工作情况进行仿真.结果表明...     

采用进气门二次开启控制策略实现内部EGR的研究

本文中提出了一种应用电磁驱动配气机构,通过单进气门二次开启来实现发动机内部废气再循环以降低汽油机NO x排放的技术方案,并进行了建模与仿真分析。结果表明,在车用发动机工作的中低转速、部分负荷的典型工况下,在一定的EGR率范围内,采用该方案可使发动机的NO x排放和燃油经济性均比应用凸轮轴可变配气机构的原机有明显改善。     

基于移动供电技术的军用ISG混合动力车辆控制规则优化研究

为解决现有移动式供电技术存在的问题,满足未来陆战平台的更高要求,提出一种基于移动式供电技术的起动-发电一体化(integrated starter generator,ISG)混合动力系统的集成化方案,充分发挥了ISG电机的性能优势。综合考虑动力电池充放电特性和发动机效率特性,对军用ISG混合动力车辆控制规则进行了优化研究,在此基础上提出了模式切换控制策略和转矩分配控制策略。以某ISG混合动力车辆为研究对象,基于Cruise-Simulink联合仿真平台构建模拟战时行驶工况对控制规则进行仿真验证。与原传统车辆相比,整车动力性明显提升,油耗降低了30.38%;控制规则能合理分配发动机和电机之间的转矩以满足驾驶员转矩需求;动力电池SOC值保持在合理范围内;发动机大部分工作点分布在经济工作区内,优化了发动机运行工况。结果表明,针对军用ISG混合动力车辆提出的控制规则是合理有效的。     

插电式混合动力汽车双离合动力系统发动机启动优化分析

针对插电式混合动力汽车动力系统双离合器的结构特点,对纯电动工作模式切换到发动机单独驱动模式的过程进行力学特性研究。在Matlab/Simulink平台建立动力学仿真模型,以变速器速比、目标结合转速、发动机启动特性为变量着重分析离合器的接合特性以及冲击度,通过调节发动机在不同初始工况下的启动特性优化插电式混合动力汽车工作模式切换的平顺度。结果表明,提出的发动机启动特性能够有效提高工作模式切换的平顺度,降低离合器的冲击度。     

发动机无凸轮轴气门驱动的研究与进展

阐述了在发动机上以电磁、电液、电气或其他方式驱动气门 ,实现无凸轮轴气门驱动 ,可以灵活改变气门正时 ,简化发动机结构 ,能有选择地闭缸 ,灵活改变发动机有效压缩比以适应多种燃料要求 ,使发动机获得比采用一般可变气门驱动更多的好处。无凸轮轴气门驱动的主要问题是响应速度不够高、气门落座冲击、能耗过高以及驱动系统复杂昂贵。目前无凸轮轴气门驱动还未达到大规模实用化的程度     

基于液压驱动气门的柴油机性能优化研究

在某柴油机上将传统凸轮驱动气门机构改进设计为液压驱动气门机构,利用仿真软件GT-Power建立液压驱动气门柴油机模型,分析进气滞后角、排气提前角和气门重叠角对柴油机动力性的影响,然后以扭矩最大为目标对配气正时进行联合仿真优化,最后对比两种内部EGR实现方法在不同负荷下的EGR率和对NOx排放量的改善效果。研究结果表明,在外特性下,液压驱动气门柴油机在中低转速时的动力性和经济性有了明显改善,扭矩比原机提高了5.6%,燃油消耗率降低了5.1%;但由于液压气门响应滞后,随着转速的升高,改善效果逐渐降低。在转速2 000r/min时,排气门晚关比排气门早关可以获得更大的EGR率,NOx排放量降幅也比排气门早关的大,在50%负荷时,NOx排放量降幅最大为23.8%。     

VVL耦合喷油策略对GDI汽油机混合气形成的影响

利用三维仿真软件Ansys Fluent建立了GDI汽油机的仿真计算模型,就变气门升程耦合不同喷油策略对缸内气流运动和混合气形成的影响进行了模拟计算。结果表明,与大气门升程工况相比,小气门升程工况的缸内湍流运动强度、燃油蒸发和湿壁情况以及点火时刻混合气质量都明显改善;在小气门升程工况,采用两段喷油会缩短油气混合时间,过度推迟二次喷油时刻会恶化混合气质量和燃油湿壁情况;在大气门升程工况,两段喷油会改善混合气均匀性,随着二次喷油时刻推迟,燃油蒸发量增加,湿壁情况加剧,混合气质量得到改善;小气门升程工况下采用二次喷油时刻为470°曲轴转角,前后两次喷油量比例为7∶3的两段喷油方案在燃油蒸发和湿壁以及点火时刻缸内混合气质量这几个方面的效果都很好,是最合理的方案。     

高压共轨柴油机快速建立起动油压的方法研究

对GD—1高压共轨式柴油机已有的起动油压控制策略进行了理论分析和试验研究,在此基础上试验了多种改进方案,总结出两套优化起动油压建立过程的控制方法,经试验验证,柴油机冷起动过程中共轨油压能够更加迅速地达到目标值,为进一步优化高压共轨式柴油机冷起动性能和降低起动过程中的排放奠定了良好的基础。     

二级可调增压器旁通阀与喷油参数调节规律的仿真分析

利用Wave仿真软件建立了某二级可调增压V型8缸电控单体泵柴油机的仿真分析模型,应用台架试验数据对模型进行了标定,以最佳燃油经济性为目标,计算了外特性条件下排气旁通阀开度与喷油提前角对柴油机性能的影响规律,得到两者的优化匹配规律。计算结果表明:旁通阀阀门开度及喷油参数直接影响二级可调高增压柴油机系统的燃烧和换气过程;高转速高负荷工况时需要打开排气旁通阀,并适当增加喷油提前角以降低过高的排气背压,减少泵气损失,且转速越高放气阀开度越大、喷油提前角越大;中低转速高负荷工况时,排气背压低于进气压力,泵气损失功小,不需要打开排气旁通阀,并且应适当减小喷油提前角。     

Research on the electro-hydraulic variable valve actuation system based on a three-way proportional reducing valve

As the internal combustion engine moves into the 21st century, fully flexible valve actuation systems are being proposed as an enabling technology for advanced internal combustion engine concepts. Electro-hydraulic valve actuator systems are being considered as a potential variable valve technology. Compared to the servo control system, the system using a proportional valve has the advantages of low price, high anti-pollution ability and high reliability. Our research focuses on exploring the dynamic characteristic of the electro-hydraulic variable valve system, which is based on three-way proportional reducing valve. In this paper, the structure and working principles of the system are described. The dynamic mathematical model of the system is derived. From the analysis of a linearized model and dynamic simulation, it is demonstrated that the system will be stable only if the proportional reducing valve has a positive opening. Some structural factors that affect the system’s dynamic characteristics, such as input signal, the stiffness of the return spring and the pre-tightening force of the return spring, are studied using AMESim. The experimental results coincide with the theoretical and simulated analyses. Further study shows that the dynamic response can be improved effectively by adopting closed-loop control of valve lift.     

车用汽油机点火正时的模糊控制仿真

为探索车用汽油机点火智能控制的有效方法,对ＣＳ４９２Ｑ汽油机进行台架实验,在得到汽油机性能与点火提前角关系的基础上,以汽油机曲轴转速变化量和转速相对于点火提前角增量的变化率为模糊输入量,点火提前角增量为模糊输出量,建立模糊控制器,对汽油机点火正时进行模糊控制仿真。结果表明,采用模糊控制技术调节汽油机的点火正时,对汽油机的各种工况都有较好的控制精度,对变工况过程有较好的适应性。     

气门重叠角对HCNG发动机回火性能的影响

为研究某高压缩比HCNG发动机的回火特性,进行了发动机回火工况台架试验,结合试验数据,建立HCNG发动机三维仿真模型,对不同气门重叠角下的回火性能进行仿真计算。试验与仿真结果表明:压缩比越高,发动机越容易回火;其他条件不变,较小的点火提前角容易引起回火;原机气门重叠角较大,压缩比提高,导致进气口富氢新鲜充量受热,这是造成回火的重要原因;随着气门重叠角的减小,发动机功率以及最高燃烧压力降低,当气门重叠角为0°时,可有效避免回火。