基于Matlab/WAVE的汽油机工作过程的联合仿真优化

应用内燃机性能仿真软件WAVE对462PFI(进气道喷射)汽油机工作过程进行了数值仿真计算,仿真计算结果与实验数据取得了较好的一致性.用Matlab编制了多目标、多参数非线性约束优化算法程序,通过调用仿真计算模型,改变输入参数如压缩比、空燃比、点火提前角和气门正时等的输入数值,实现了联合仿真优化.在给定权重的条件下,寻求参数的最优匹配,使得发动机动力性、经济性和排放性能综合最优.     

基于AMESim和Matlab/Simulink联合仿真的模糊PID控制气动伺服系统研究

在AMESim中建立气动伺服阀控非对称缸的系统模型。以S函数的形式导入到Simulink中的模糊PID控制系统模型中,进行AMESim和Matlab/Simulink联合仿真研究。与无PID控制的同一系统的AMESim仿真结果进行对比分析,模糊PID控制改善气动伺服系统的响应性能。     

小型汽油机加速工况下空燃比控制的数值仿真

建立了电喷摩托车发动机加速过程的空燃比控制模型,其中进气管燃油动态模型考虑了燃油沉积进气道壁面现象,具有燃油补偿功能,补偿的燃油量取决于基本喷油量、燃油沉积系数和油膜蒸发时间常数.基于进气管燃油动态模型对加速过程空燃比进行前馈控制,计算了加速工况的进气量、空燃比和循环喷油量参数.结果表明:当不采用燃油补偿时,空燃比偏大而使摩托车的加速性能恶化;当采用燃油补偿时,发动机加速时的空燃比可高精度地控制在目标空燃比附近,且同一加速条件下的燃油补偿量随进气道温度升高而减少.     

基于进气调节的汽油机空燃比控制系统研究

针对单缸汽油机进行了结构改进,设计了用于空气调节的电子节气门机构,制定了各个工况下的空燃比控制策略,并对发动机的控制参数进行了优化,开发了发动机空燃比控制系统,实现了喷油和进气量的联合控制.台架试验结果表明,采用进气调节系统后,发动机动力、经济性和排放指标得到了显著的改善.     

空燃比和涡流比对汽油机放热率和火焰传播速度的影响

实验研究了空燃比和涡流比对汽油机油耗率、循环波动率、放热率和表观火焰传播速度的影响,介绍了根据实测放热规律计算火焰传播速度的方法。实验和计算表明,空燃比增加,放热率和火焰速度减慢;而一个适中的涡流比即能得到较快的放热率和火焰速度。     

补偿空气法改善汽油机性能的试验研究

国产汽油机的比渍耗普遍较高的原因是在化油器设计、制造调试和使用中给气变浓度进缸混合气的空燃楷变小,造成燃烧不完全,试验研究表明采用二次补偿空气,可有铲提高进缸混合气的空燃比渍耗 从而改善国产车用汽油机的性能。     

基于Matlab/Simulink和AMESim的PEMFC冷却系统联合仿真

为研究质子交换膜燃料电池发动机冷却系统控制策略,针对45kW PEMFC发动机设计了综合型冷却系统,运用Matlab/Simulink和AMESim软件建立了冷却系统联合仿真模型,模型主要由冷却循环泵、冷却水管路、膨胀水箱、旁路分流阀、散热器和中冷器组成.利用该模型对PEMFC在各工况点的冷却特性进行了仿真,分析了冷却系统各部件对冷却效果的影响,为制定PEMFC发动机温度控制策略提供了依据.     

汽油机空燃比控制节能系统

本文针对车用汽油机部分负荷工况时混合气过浓的状况,采用向进气歧管输入适量附加空气的方法,研制了汽油机空燃比控制节能系统。文中还给出实验结果。     

神经网络在汽油机瞬态空燃比控制中的应用

为了对稀薄燃烧汽油机的瞬态空燃比进行精确控制，提出了一个稀燃汽油机空燃比神经网络一滑模控制方案，该方案采用神经网络实现对瞬态过程中实际进入气缸内进气量的精确预测和进气管内油膜动态特性的前馈补偿．在一台稀燃发动机上进行了瞬态空燃比实验，节气门急速变化时的空燃比超调最大为1个空燃比单位，最小为0．2个空燃比单位；空燃比调整时间一般在3s以内，最快可达到1s．控制结果达到了对稀燃发动机瞬态空燃比的精确控制．     

基于C32摩擦焊机双闭环控制系统

针对目前摩擦焊机用户对焊接产品提出更高质量、高精度的生产要求,设计了一液压双闭环控制系统。该控制系统通过监控液压系统压力和比例溢流阀阀芯位移,对压力使用模糊PID控制器控制调节,位移采用PID控制器调节来控制摩擦焊机的轴向压力控制精度,并运用AMESim/Simulink对该系统进行联合建模仿真。仿真结果表明双闭环控制系统比PID控制下的单闭环控制系统能更好地改善摩擦焊机的轴向焊接压力精度,提高焊接产品的质量和稳定性。     

煤层气发动机燃气喷射控制系统设计

当煤层气的组分发生变化时,煤层气发动机的空燃比也随之发生变化,从而导致发动机运行不稳定,甚至熄火。针对这一问题,研究开发了一套变浓度煤层气发动机电子控制燃气喷射系统,提出了与煤层气发动机相适应的驱动电路,并设计了系统控制软件。     

汽油发动机空燃比模糊控制及其实验研究

针对复杂工况下汽油发动机空燃比的非线性与不确定性,提出基于旁通空气补偿法的电控系统方案以降低化油器式汽油发动机的有害尾气排放量;研究了空燃比电子控制系统及其控制策略,论述了系统模糊控制器中的关键参数即变量隶属度函数的确定,其方法是:通过实验测定发动机转速的波动,根据多组转速测定数值点分布的疏密程度以确定其隶属度函数,符合模糊控制的设计原则;采用MATLAB对所设计的模糊控制器进行仿真和参数优化.发动机台架实验结果表明:该空燃比控制系统及其控制策略对于化油器发动机降低有害气体排放量,提高燃油经济性效果明显;基于模糊控制理论的研究方法对发动机的空燃比控制是快速、直接和有效的.     

基于Elman神经网络的汽油机过渡工况空燃比多步预测模型

为了减小车用汽油机空燃比传输延迟对空燃比控制精度的影响,提出一种基于Elman神经网络的空燃比多步预测模型.通过对空燃比数学模型的分析,确定神经网络空燃比多步预测模型的输入向量,同时,为了提高过渡工况空燃比预测精度,在神经网络输入向量中增加反映空燃比变化趋势的导数信息.对HL495发动机过渡工况实验数据进行学习,采用梯度算法对Elman神经网络的权值进行调整.研究结果表明：采用该方法能精确预测过渡工况空燃比,预测模型的最大误差小于1%,平均误差小于0.5%.该预测模型可用于实现车用汽油机过渡工况空燃比的精确控制,提高车用汽油机过渡工况排放性能.     

车用汽油机外特性下排气能量流研究

基于发动机一维性能仿真计算方法,对某型汽油机排气能量流分布规律进行了研究,得出外特性下排气能量随曲轴转角的变化规律及分布特性;结合排气流速、压力和温度的研究,分别得到排气余动能、余压能和余热能的脉动特性.结果表明:在高速高负荷时废气能量回收潜力大,排气能量在低转速时比高转速时波动性要大;余热能在各排气能量中所占比例最大,其次是余压能,余动能最小;排气能量随发动机转速的增大而增大,但排气余动能和余压能增长幅度较小.本研究为进一步提高排气有效能回收潜力与回收方式的选择提供了数据支持.     

燃料电池发动机空气系统特性的仿真

为提高燃料电池发动机效率,需对其空气系统进行研究和优化.针对现有单级增压空气系统的不足,提出了两种采用涡轮增压器的复合式增压空气系统方案(串联式和并联式),建立了仿真模型从压力和过量空气系数这两个关键参数的角度进行对比研究.结果表明,两种复合式增压空气系统方案均能有效提升发动机整体效率和最大净输出功率,其中整体效率可提升5个百分点,最大净输出功率可提升15%, 且串联式方案比并联式方案更具效率优势.     

车用汽油机过渡工况进气管内油膜动态特性建模及仿真

分析了汽油机过渡工况时Aquino油膜模型的动态特性。提出了一种考虑进气状态参数的进气管内油膜特性动态模型．以汽油机两种过渡工况为例,利用Simulink分别对基于Aquino模型和动态模型的汽油机空燃比变化进行了仿真,并与汽油机试验数据进行对比．研究结果表明,提出的动态油膜模型能较准确地描述过渡工况进气管内燃油动态特性,其精度优于Aquino模型．     

解读电控汽油发动机

在电控发动机维修教学过程中,为了很好地结合实物进行讲授,对几个型号的本田电控汽油发动机各控制装置进行了推理分析,并对分析结果进行拆解验证。结果表明:通过运用相关控制原理,观察发动机各控制装置的安装位置、连接情况、工作后留下的痕迹,可准确判断控制装置的名称。     

直馏和催化汽油组分在汽油机燃烧过程中的可用能分析

根据调合燃油在汽油机燃烧过程中能量的转化规律,建立调合燃油组分模型及热力学准维双区模型,模拟研究直馏汽油和催化汽油在汽油机燃烧过程中缸内工质可用能及不可逆损失的变化规律。在调合燃油组分模型中,将异辛烷、正庚烷、甲基环己烷及甲苯作为直馏汽油的替代组分,将异辛烷、正庚烷、甲基环己烷、甲苯以及1-戊烯作为催化汽油的替代组分。结果表明:催化汽油的总可用能损失较低,约为36.01%,而直馏汽油的可用能损失较高,约为40.07%;在整个燃烧阶段,催化汽油的传热引起的可用能损失比直馏汽油的高,而燃料燃烧引起的可用能损失较低;可用能损失的大小与调合燃油组分组成的种类以及燃油组分组成的含量有关。