无节气门的全可变气门汽油机的进气量预测模型

摘要

基于全可变气门运动机构的气门参数控制技术是改善汽油机燃油经济性，提高动力性和降低排放的最为有效的途径之一，但是在采用了这一技术以后传统的进气量预测模型便不再适用，这便对发动机进气量的预测模型提出了更高的要求。
　　 本文针对基于全可变气门机构无节气门汽油机进气量的预测模型这一问题，在现有的取消了节气门并装备有全可变气门机构的汽油机台架上，通过基于模型的GT-Power仿真计算，针对影响发动机进气量的几个主要参数(发动机转速、进气门相位，进气门最大升程、排气门相位和排气门最大升程)对进气量的影响进行了研究，分析了这几个参数对全可变气门汽油机最终进气量的影响作用。
　　 本文通过分析发动机转速、进排气门最大升程和进排气相位对发动机进气量的影响，将发动机的进排气过程分为三段，分别为：排气阶段；残余废气压缩膨胀阶段和进气阶段。以此为基础，提出了新的基于全可变气门机构汽油机的进气量预测模型，首先在确定转速、进排气门最大升程的条件下计算出进气量的值，然后根据不同进排气相位对这三个阶段的影响所导致的进气量偏差对先前计算出来的进气量值进行修正，最后得到每循环进气量的计算值。采用英飞凌的1766单片机对预测模型的CPU负荷及计算时间进行了测试，结果表明此模型完全能运用于发动机实时控制。
　　 采用GT-Power仿真得到的进气量数据对模型中需要标定的表和常数进行标定，对模型的预测精度进行了评估，并提出了减小模型误差的解决方案。用发动机台架试验数据对模型中需要标定的表和常数进行标定后，评估了进气量预测模型的有效性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1能源与环境问题

1.2发动机可变气门技术的概述

1.2.1可变气门技术的优点

1.2.2国内外可变气门的发展状况

1.3汽油机进气量预测模型概述

1.3.1研究意义

1.3.2普通SI汽油机进气量预测模型介绍

1.3.3可变气门发动机进气量预测模型国内外研究现状

1.4本课题研究的意义和内容

第二章全可变气门发动机进气量的仿真研究

2.1全可变气门机构汽油机仿真模型

2.1.1模型的介绍

2.1.2 GT计算模型的校核

2.2基于模型的全可变气门机构发动机的进气量仿真

2.2.1转速对进气量的影响

2.2.2进排气门最大升程对进气量的影响

2.2.3进排气相位对进气量的影响

2.3本章小结

第三章全可变气门汽油机进气量的预测模型

3.1进气量预测模型的建立

3.1.1模型介绍

3.1.2模型中各部分的计算

3.2模型中的插值算法及各项简化算法

3.2.1三维插值算法

3.2.2根号的迭代算法

3.2.3正弦的拟合

3.2.4进气量预测模型的动态测试

3.3模型对仿真数据的验证

3.3.1模型中参数的计算

3.3.2模型中转速造成的进气量误差

3.3.3模型中排气门最大升程造成的进气量误差

3.3.4模型中进气门最大升程造成的进气量误差

3.3.5模型中EVP造成的进气量误差

3.3.6模型中IVP造成的进气量误差

3.4全可变气门发动机试验装置

3.4.1 Ricardo单缸试验发动机试验台架

3.4.2空气流量计

3.5模型对试验数据的验证

3.5.1试验进气量数据的采集

3.5.2用试验数据标定进气量模型中的参数

3.5.3进气量测量模型的有效性评估

3.6本章小结

第四章全文总结与工作展望

4.1全文总结

4.2今后工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢