发动机轻载节能控制系统设计

【摘要】：汽车在减速滑行时，除发动机怠速输出功率外，汽车的动能主要消耗在传动系统零部件之间的摩擦、发动机制动阻力、风阻以及轮胎与地面的摩擦之中。其中，发动机制动阻力主要包括活塞压缩行程的气体压缩阻力、活塞与气缸壁之间的摩擦力和进排气阻力（泵气阻力）。为了合理利用汽车在减速滑行状态下的动能，本文提出了发动机轻载节能机理：汽车在减速滑行状态下，控制发动机不喷油，同时排气门释压，减小发动机制动阻力，充分利用汽车惯性能量，滑行更远的距离，以到达汽车节能减排的目的。 分析了汽车减速滑行状态下，汽车应满足的安全技术条件，并根据发动机轻载节能机理，提出了发动机轻载节能控制策略：汽车在档减速滑行状态下，当节气门和制动踏板松开时，并且汽车行驶速度在最低稳定车速以上，同时，发动机转速在怠速以上时，控制喷油器电磁铁不被激励，使发动机停止喷油，同时通过排气门开启机构使排气门开启释压。结合国内某车型，根据发动机轻载节能控制策略设计了发动机轻载节能控制系统，并开发了相应的控制器。通过汽车最低稳定车速试验，确定了控制器中的最低稳定车速为20Km/h。 为了优化排气门开启机构，建立了排气门强制开启机构试验台。结合排气门开启机构模拟试验，运用液压仿真软件AMESim对其进行了仿真优化，并对优化的试验结果在试验台上进行了试验，结果基本上满足排气门开启要求。最后对发动机轻载节能控制系统进行了装车实验，取得了较好的节油效果。 同时，本论文的研究受到陕西省科学计划项目“发动机轻载节能机理及关键技术的研究”（2010K01-106）的资助。 【关键词】：发动机 轻载 控制策略 排气门开启 节能
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：U464;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题研究背景10
• 1.2 课题研究意义10-11
• 1.3 国内外发展研究现状11-14
• 1.3.1 国内外汽车在减速滑行状态下能量的利用研究11-13
• 1.3.2 国内外发动机停油控制技术的研究13-14
• 1.4 课题研究的主要内容14-16
• 第二章 发动机轻载节能控制策略分析16-24
• 2.1 汽车滑行技术16-18
• 2.2 发动机轻载节能机理18-20
• 2.2.1 汽车在减速滑行状态下能量的消耗分析18-19
• 2.2.2 发动机轻载节能机理的提出19-20
• 2.3 发动机轻载节能控制策略20-22
• 2.3.1 发动机轻载节能工况下的安全性分析20-22
• 2.3.2 发动机轻载节能控制策略22
• 2.4 本章小结22-24
• 第三章 发动机轻载节能控制系统设计24-36
• 3.1 发动机轻载节能控制系统的组成24
• 3.2 发动机停油系统的设计24-28
• 3.2.1 发动机电控燃油喷射系统24-25
• 3.2.2 发动机停油方法25-26
• 3.2.3 喷油器停止喷油方法26-28
• 3.3 排气门强制开启系统设计28-31
• 3.3.1 排气门强制开启的原理28
• 3.3.2 排气门强制开启系统设计28-31
• 3.4 发动机轻载节能控制器设计31-34
• 3.4.1 发动机轻载节能控制器设计流程31-32
• 3.4.2 汽车车速信号的确定32-33
• 3.4.3 发动机转速信号的确定33
• 3.4.4 发动机轻载节能控制器设计33-34
• 3.5 本章小结34-36
• 第四章 配气机构动力学分析与仿真36-56
• 4.1 配气机构动力学分析36-40
• 4.2 配气机构多体动力学建模40-44
• 4.2.1 三维光学测量系统40-41
• 4.2.2 配气机构三维数字化建模41-43
• 4.2.3 配气机构动力学建模43-44
• 4.3 配气机构动力学仿真44-48
• 4.3.1 配气机构动力学模型及参数设置44-46
• 4.3.2 配气机构动力学模型验证46-48
• 4.4 气门强制开启所需外力的分析48-53
• 4.4.1 活塞推杆进入凹槽强制开启排气门的过程分析48-49
• 4.4.2 活塞推杆所需外力的确定49-53
• 4.5 活塞推杆圆角优化53-54
• 4.6 本章小结54-56
• 第五章 排气门强制开启机构试验台设计及装车试验56-68
• 5.1 排气门强制开启机构试验台设计56-58
• 5.1.1 排气门强制开启机构试验台设计要求56
• 5.1.2 排气门强制开启机构试验台组成56-58
• 5.2 排气门强制开启机构所需外力测试58-59
• 5.3 排气门强制开启液压系统理论建模与仿真模型59-62
• 5.3.1 排气门强制开启机构液压系统数学模型59-61
• 5.3.2 排气门强制开启机构液压系统仿真模型、61-62
• 5.4 排气门强制开启机构液压系统仿真与优化62-65
• 5.4.1 原系统仿真62-63
• 5.4.2 油管直径的影响63-64
• 5.4.3 弹簧刚度的影响64
• 5.4.4 优化后仿真结果64-65
• 5.4.5 优化后试验结果65
• 5.5 发动机轻载节能控制系统装车试验65-67
• 5.5.1 汽车挂档滑行距离对比试验65-66
• 5.5.2 车辆油耗对比试验66-67
• 5.6 本章小结67-68
• 第六章 结论与建议68-70
• 6.1 主要研究结论68-69
• 6.2 建议69-70
• 参考文献70-74
• 攻读学位期间取得的研究成果74-76
• 致谢76

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