VVT缸内直喷汽油机进气量建模与仿真

摘要

人类社会的发展促使能源结构由高碳向低碳，由单一向多元时代的迈进，这对内燃机的发展提出了新的挑战。汽油机电控管理系统的出现使得汽油机进入了精细控制的时代，从而改善了发动机的性能，降低了内燃机的排放。
　　汽油机管理系统的首要任务是准确而及时的获取当前发动机的转速和气缸的实际进气量，继而计算出所需要喷射的燃油量，以及相应的点火提前角，可以保证缸内充分燃烧、降低排放。所以，在现代发动机电控管理系统中，进气行程中进入气缸的实际进气量计算具有重要意义。
　　本文分析了气门连续可变正时(VVT)对缸内直喷汽油机进气量的影响，采用基于模型的研究方法，利用ASCET_MD平台搭建了VVT缸内直喷汽油机的缸内进气量的计算模型，并进行了仿真研究。主要的工作内容如下:
　　(1)分别对进入进气管中的气体流量和进入气缸的气体流量进行了分析，采用单状态进气管动态均值模型对进气管状态进行描述，搭建了VVT缸内直喷汽油机的缸内进气量计算模型;
　　(2)在缸内气体流量计算模型中，引入了进、排气凸轮轴权重模型，考察了可变正时系统对发动机进气性能的影响规律，并与非VVT系统的进气性能进行了仿真、分析与比较;
　　(3)在缸内进气量计算模型中，添加了内部EGR量计算模型，分析了该模型的计算方法，考虑到外部EGR技术已在现代汽油机上普及，在模型中也添加了外EGR量计算模型;
　　(4)考虑到现代汽油机已经强制安装燃油蒸汽碳罐，以减少燃油蒸汽挥发量。在本文模型中添加了碳罐清洗阀处的气体流量计算模型，并进行了仿真计算和分析。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 课题背景和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 内燃机电控管理系统发展现状

1．2．2 内燃机电控开发平台发展现状

1．2．3 内燃机可变进气技术发展现状

1．3 主要工作

第二章 汽油机管理系统与缸内进气量计算

2．1 汽油机管理系统简介

2．2 汽油机管理系统控制策略

2．3 缸内进气量的计算概述

2．3．1 空气负荷流量的定义

2．3．2 缸内进气量计算理论分析

2．3．3 缸内进气量计算模型

第三章 VVT对缸内进气量计算的影响

3．1 VVT技术概述

3．2 VVT技术对缸内充气的影响

3．3 凸轮轴权重系数计算模块

3．3．1 VVT发动机气门重叠角

3．3．2 凸轮轴权重系数定义

3．3．3 凸轮轴权重系数建模与仿真

第四章 进入进气管的气体流量计算模块

4．1 概述

4．2 碳罐清洗阀处气体流量模型

4．3 节气门后空气流量计算模型

4．3．1 基于节气门位置传感器的节气门后空气流量计算模型

4．3．2 基于进气流量传感器的节气门后空气流量计算模型

4．4 模型仿真

第五章 进入气缸的气体流量计算模块

5．1 概述

5．2 进入气缸的空气流量计算模型

5．2．1 进气管压力模型

5．2．2 进入气缸的空气流量计算模型

5．3 进入气缸的EGR量计算模块

5．3．1 气缸中内部EGR量计算模型

5．3．2 气缸中外部EGR量计算模型

5．4 模型仿真

第六章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况