Evaluation and Control of Cyclic Variation in Spark Ignited Engines by a Thermodynic Model

An evaluation method of engine cyclic variation is proposed based on fuzzy mathematics concept. The degree of engine cyclic variation is divided into 4 levels: stable, slight variation, moderate variation and serious variation based on the statistic standard deviation of residual gas temperatures within the specified simulation cycles and the function of cyclic variation is also inducted for the cyclic variation control. Because the degree of engine cyclic variation can be estimated qualitatively, the effective control means can be applied to appease the undesired cyclic variation. Simulation result shows that for a very serious cyclic variation through the proper adjustment of the spark angle and the cyclic variation will disappear.     

火花点火发动机运行参数对其循环变动的影响——建模和仿真

基于循环间变动的排气温度建立了一个发动机循环变动模型. 在这个模型中,第n个循环的排气温度作为模型的输入,通过定压进气过程、绝热压缩过程、定容燃烧过程、绝热膨胀过程、定容放热过程和定压排气过程来近似汽缸内的热力学过程,最后得出第n+1个循环的排气温度. 由于把发动机运行参数,如转速、点火角、计量比、进气压力和进气温度等加入该模型,可定量地估计这些参数对发动机循环变动的影响. 因为循环间排气温度的波动反映了循环变动程度,对排气温度影响最敏感的参数最可能被用于循环变动控制. 模型仿真结果表明,对于接近化学计量比的混合气,循环变动不明显,对于稀薄混合气,在部分负荷和较大点火角的情况下,循环变动以混沌或分岔的形式出现.     

有限元法计算内燃机燃烧室壁面周期性瞬时温度波动

介绍了用有限元法计算内燃机燃烧室壁面周期性温度波动的原理及程序设计。并用此程序采用一维传热模型对２８５ＱＢ油冷柴油机缸盖燃烧室壁面周期性温度波进行了计算，计算结果符合规律，用该方法可以按二维、三维传热模型计算内燃机燃烧室壁面周期性温度波动。     

中性盐雾腐蚀钢板的滞回性能试验

为研究中性盐雾环境下不同腐蚀程度钢板的滞回性能变化规律,通过人工喷洒盐雾加速腐蚀方法,获得了不同腐蚀程度下钢板试件;然后对每组试件进行循环加载试验并得到滞回曲线,分析其滞回性能;同时采用Ramberg-Osgood模型拟合钢材的循环骨架曲线,并分析其系数变化规律;最后基于首次加载准则,卸载准则,循环骨架准则,再加载曲线准则等建立了钢材滞回本构模型.试验结果表明:在循环荷载作用下,钢材出现循环硬化、峰值点指向效应等现象;应用Ramberg-Osgood模型拟合效果较好;随着腐蚀程度增加,钢材各力学性能指标均出现下降,延性劣化加重,且钢材循环强化系数呈现减小的趋势,而循环强化指数变化规律不明显;模型与试验结果吻合较好.     

关于发动机循环变动Kantor模型的讨论

为了对Kantor模型进行改进,提出了一个修正的Kantor模型.研究表明,在Kantor模型中忽略的定容放热过程和可变残余废气质量分数可以在很大程度上减小循环变动,然而在Kantor模型中未考虑的来自上一个循环的未燃燃油则明显使下一个循环的循环变动加剧,三者相互作用导致循环变动减弱甚至消失,在合理的参数范围内,没有循环变动出现,只有选取不合理的模型参数,循环变动方出现.即使是Kantor模型,循环变动也只出现在相当极端的模型参数的情况下.     

小型汽油机恒转速QFT鲁棒控制

给出了某小型无人直升机汽油发动机的恒转速鲁棒控制。根据阶跃响应,可辨识得到用于控制器设计的发动机线性区间模型。针对该模型具有不确定性以及进气-做功之间存在时变时滞等特点,采用基于定量反馈理论(QFT)的鲁棒控制方法实现发动机的恒转速控制,使其在严重的负载扰动条件下能准确地跟踪期望的发动机转速。仿真结果表明,该控制器动态响应速度快、对旋翼总距变化等干扰抑制作用强,能使发动机转速稳定在目标转速允许误差范围内,并具有一定的鲁棒性。     

柴油机怠速循环波动特性研究

为探究不同运转参数对怠速燃烧过程的影响规律,在发动机试验台架上进行不同控制参数下的高压共轨柴油机怠速循环变动特性的实验,分析喷油提前角、冷却液温度和喷油压力对柴油机怠速燃烧循环变动的影响。结果表明:喷油定时从上止点前12°向上止点前2°变化时,缸内最大爆发压力的波动率和循环波动率在上止点前6°最低,表现为两边高中间低; 冷却液温度由30 ℃增加至80 ℃时,缸内最大爆发压力的波动率和循环波动率分别由7.64%和1.61%下降到3.47%和0.67%,有效地降低了怠速循环波动; 喷油压力从30 MPa增加到40 MPa,可以促进怠速时缸内燃料的雾化蒸发以及与空气的混合,而喷油压力过高时,燃烧重心向上止点平移,使缸内燃烧的可控性变差,各循环间的差异性增大; 稳定怠速过程中,缸内最大爆发压力和平均指示压力之间表现出很强的相关性。     

甲醇机燃烧过程的研究

为了使甲醇机的经济性、动力性和循环变动获得进一步改善,笔者对甲醇机的燃烧过程进行了全面试验研究,并与汽油机进行了对比。本文仅就其点燃式甲醇机试验结果进行了分析、论述。试验结果表明:甲醇机的经济性、动力性比汽油机好,燃烧过程的循环变动远远小于汽油机。     

涡轮增压氢气机工作过程的特征和变化

从增压氢发动机的数学模型出发 ,对其工作过程进行了模拟 ,进而对运行性能进行了计算和预测。根据氢发动机的燃烧与热负荷工况确定了增压参数 ,由插值和叠代试算得到了增压器与氢发动机的运转工况。研究表明 ,适当选取发动机的压缩比和点火提前角可提高氢发动机的工作效率、降低燃料消耗。混合气成分的变化与增压压力、排气温度有一定关系     

柴油机起动测控系统的开发及初步应用

开发了基于循环的柴油机起动过程燃烧、排放测控系统。对一台单缸直喷式柴油机进行了改造,匹配了电控燃油喷射系统,能够实现燃油喷射量及喷油定时的调节。利用瞬时转速、缸压分析了起动过程燃烧组织的优劣,利用单循环采样系统研究起动过程中气体排放物的变化历程。试验结果表明:该系统能够满足柴油机起动过程研究的需要,为研究柴油机起动过程提供了一种有效的测试手段。     

基于形式化语义的启发式病毒检测引擎研究

对形式化语义在启发式病毒检测引擎上的应用进行了研究,在分析了基于虚拟机技术的反病毒检测引擎的效率问题后,又分析了启发式病毒检测引擎,发现其规则的选取对病毒判断的准确率影响很大,提出基于形式化语义的启发式病毒检测引擎。进行了计算机病毒语义关系框架及数据结构的设计,通过深入剖析不同病毒程序传染部分的代码结构,从而总结出病毒程序的典型语义特征,形成描述其典型语义特征的语义关系框架;在检测时抽取蕴涵在待检程序中的语义,进而建立描述程序语义关系框架;计算二者的匹配程度来确定程序是否含有恶意程序,从而达到检测未知病毒的目的。     

内燃机冷却风扇设计的新方法

目的提出内燃机冷却风扇优化设计的数学模型．方法利用透平机械欧拉方程和变分原理,推导出了内燃机冷却风扇沿径向气流参数优化设计的数学模型,建立了风扇叶片扭曲规律优化设计的数学方法,结果应用该方法对6102Q汽油机冷却风扇进行了优化设计,将计算结果与等反击系数流型和自由涡流型的计算结果做了比较,并利用优化结果对该风扇作了重新设计,解决了长叶片风扇设计中的一些问题,结论不需人为给定设计参数,使计算结果更为合理。     

A multi-input and multi-output design on automotive engine management system

Lookup table is widely used in automotive industry for the design of engine control units(ECU).Together with a proportional-integral controller,a feed-forward and feedback control scheme is often adopted for automotive engine management system(EMS).Usually,an ECU has a structure of multi-input and single-output(MISO).Therefore,if there are multiple objectives proposed in EMS,there would be corresponding numbers of ECUs that need to be designed.In this situation,huge efforts and time were spent on calibration.In this work,a multi-input and multi-out(MIMO) approach based on model predictive control(MPC) was presented for the automatic cruise system of automotive engine.The results show that the tracking of engine speed command and the regulation of air/fuel ratio(AFR) can be achieved simultaneously under the new scheme.The mean absolute error(MAE) for engine speed control is 0.037,and the MAE for air fuel ratio is 0.069.     

基于NLP技术和相似度计算的智能搜索引擎研究

针对传统的搜索引擎对于自然语言理解方面存在的问题,文章研究了一种新的基于自然语言处理技术和相似度计算的智能搜索引擎的模型.其核心技术是基于自然语言处理的中文分词技术、语义相似度和对立度等理论,将这些概念理论结合起来,从用户习惯的思考角度,结合DotLucene开源全文搜索引擎建立一个智能的搜索引擎.研究表明,该模型在对已经收录的文档有着86.1%的查准率.该智能搜索引擎较好的对查询语句的实现了理解,能够对用户的提问做出正确的回答.     

火花点燃对乙醇HCCI燃烧稳定性的影响

针对实现均质压燃(HCCI)燃烧的难点之一:着火和燃烧的控制,在一台由柴油单缸机改造而成的乙醇燃料HCCI燃烧单缸试验机上实现了HCCI燃烧,研究了火花点燃对HCCI燃烧稳定性的影响。结果表明:HCCI燃烧方式的燃烧循环变动比火花点火燃烧低,燃烧速度快,热效率高,NOx的排放大幅降低。在HCCI临界温度工况下引入火花辅助点燃能提高燃烧稳定性,减少失火循环的产生;随着缸内温度逐渐高于混合气的临界着火温度,火花点燃对HCCI燃烧的影响逐渐减弱。     

缸内直喷汽油机的HC排放特性分析及未来排放法规对其的挑战性

在介绍缸内直接喷射汽油机基本燃烧机理及各工况运行特点的基础上 ,重点分析了缸内直喷汽油机的HC排放机理 ,同时基于对比试验 ,分析比较了在FTP 75测试循环下缸内直喷汽油机与进气道喷射汽油机的HC排放特性 .分析表明 ,为了满足未来严格的排放法规的要求 ,缸内直喷汽油机仍面临着巨大的挑战 .此外还分析了造成缸内直喷汽油机HC排放高的原因 ,并提出了控制措施 .     

基于模型的汽车发动机速度滚动优化控制

基于力矩的发动机控制思想,利用实际物理模型和脉谱图数据,建立了发动机速度控制的分段线性化模型,模型充分考虑了系统的外部干扰和执行器饱和约束。提出了一种带有新的优化上界的鲁棒滚动时域优化控制策略,并应用于发动机速度控制,在保证发动机速度跟踪稳定的同时,系统具有一定的燃油经济性和抗干扰能力,并且控制输入进气在节气门工作范围之内。在商业化的发动机模型EnDYNA上的仿真结果表明,设计的控制器能够达到理想的控制性能。     

混联式混合动力系统动态响应协调控制

为改善混联式混合动力汽车动态响应过程中系统性能降低的问题,建立各个动力源系统的动态响应模型以及耦合机构模型,提出采用多动力源协调控制策略.电机A采用专家PID控制,发动机采用虚拟速差控制,电机B采用基于模型的补偿控制,利用系统特殊耦合关系,减小动态响应过程中各状态量相对于稳态优化点的波动程度.仿真结果表明,提出的协调控制策略使动态响应过程的时间缩短,发动机、电机以及输出轴的转矩转速波动减小.多动力源协调控制策略显著提高了动态响应过程中的系统性能.     

两阶段喷油在催化转化器性能考评台架中的应用

催化转化器性能考评台架可以快速、有效的评价催化器的性能，具有较高的应用价值.在对催化转化器性能考评过程中，汽油机燃烧循环变动带来的转速波动，降低了空燃比控制的精度，从而影响了考评结果的可信性.为了降低燃烧循环变动，采用两阶段喷油的方式，将每循环所需的燃油一次喷射在进气冲程之前，形成缸内均质混合气；另一次喷射在进气冲程，用于提高点火瞬间火花塞附近混合气质量分数.通过对比不同喷油时刻和喷油比例时发动机的转速波动，分析了两阶段喷油参数对燃烧循环变动的影响.采用两阶段喷油进行了催化转化器空燃比特性试验，试验结果表明，通过优化喷油参数可以降低转速波动，提高空燃比控制精度.     

两阶段喷油在催化转化器性能考评台架中的应用

催化转化器性能考评台架可以快速、有效的评价催化器的性能，具有较高的应用价值．在对催化转化器性能考评过程中，汽油机燃烧循环变动带来的转速波动，降低了空燃比控制的精度，从而影响了考评结果的可信性．为了降低燃烧循环变动，采用两阶段喷油的方式，将每循环所需的燃油一次喷射在进气冲程之前，形成缸内均质混合气；另一次喷射在进气冲程，用于提高点火瞬间火花塞附近混合气质量分数．通过对比不同喷油时刻和喷油比例时发动机的转速波动，分析了两阶段喷油参数对燃烧循环变动的影响．采用两阶段喷油进行了催化转化器空燃比特性试验，试验结果表明，通过优化喷油参数可以降低转速波动，提高空燃比控制精度．