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汽油发动机点火正时及故障模式的仿真模拟研究
| 论文题名： | 汽油发动机点火正时及故障模式的仿真模拟研究 |
| 关键词： | 发动机管理系统;动态仿真模型;点火正时;传感器失效;燃油修正;故障模式控制 |
| 摘要： | 近年来，由于能源危机及我国对汽车排放的要求越来越严，节能与环保成为汽车技术发展中的重点。发动机管理系统通过控制点火与喷油可望实现发动机性能与节能、环保的最佳匹配。控制发动机点火与喷油的技术成为汽车发动机管理系统发展的核心技术。由于发动机实际工作过程中，发动机加减速等瞬态工况变化迅速，传感器的反应速度总有一个相对的滞后，仅用传感器测量的办法无法及时跟踪状态参数变化，故对动态过程的控制需建立发动机动态模型，以提前计算的方式来预估传感器的实际信号。发动机动态模型主要由节气门动态模型、进气岐管动态模型及发动机扭力与转速动态模型构成，本文对它们进行了比较详细的数学分析，在此基础上建立了发动机动态仿真模型。发动机针对不同的工况需要采取不同的控制策略，本文论述了目前发动机管理系统常用的几种控制策略。利用发动机动态仿真模型，进行这些控制策略的动态仿真模拟，可以实现发动机的最佳控制。 为了仿真模拟点火角度对发动机性能的影响，本文绘制了点火正时曲面图以期找到发动机在各种条件下的最佳点火提前角。同时，绘制了点火正时修正曲线对计算所得的发动机输出指示扭力进行修正，以求得发动机真正的输出的指示扭力。在此基础上，模拟了当点火提前角为5度，25度及MBT时发动机输出扭力的变化。当有传感器失效发生时，发动机管理系统采取故障模式控制策略，提供一个合适的替代信号，通过燃油修正的方式来减少传感器失效对发动机性能和排放的影响。探讨该策略必须建立相应的传感器信号间的关系及失效控制逻辑。本文绘制了发动机进气压力、转速及节气门位置响应曲面，建立了针对凸轮轴(转速)传感器、节气门位置传感器、大气压力传感器及氧传感器失效时的逻辑控制关系。在此基础上，仿真模拟了节气门位置传感器和大气压力传感器失效对发动机性能的影响。此外，本文还以ATMEL89C4051为核心，设计了发动机管理系统中点火及喷油控制的基本控制电路。 |
| 作者： | 余世福 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 梁尚明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 四川大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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