Введение 3
Глава 1 Изучение литературы для выявления основных подходов для моделирования характеристик автомобильных ДВС по ездовому циклу 6
1.1 Модельная оптимизация управления и регулирования
автомобильного двигателя 6
1.2 Определение дорожной нагрузки автомобиля 10
1.3 Циклы динамометрических испытаний 11
1.4 Метрики и уравнения анализа транспортных средств 16
1.5 Основы тестовых циклов 22
1.6 Циклы шасси-динамометра 25
1.7 Циклы двигатель-динамометр 28
1.8 Циклы двигатель-динамометр с анализом переходных
процессов 36
Глава 2 Описание исследуемых моделей двигателя 42
Глава 3 Обзор результатов, полученных на модели четырехцилиндрового двигателя с регулируемой дроссельной заслонкой 46
Заключение 67
Список используемых источников 69
Актуальность работы и научная значимость настоящего исследования.
Управление двигателем СИ можно разделить на несколько блоков. Для стационарной работы требуются карты опережения зажигания и расхода топлива в зависимости от скорости и нагрузки. Эти карты гарантируют работу двигателя с оптимальным расходом топлива с учетом ограничений по выбросам отработавших газов. Для их определения требуется большое количество испытаний двигателя. Чтобы уменьшить это бремя, представлена основанная на моделях концепция оценки топливно-оптимальных карт, хотя и без ограничений по выбросам. (Оценка топливно-оптимальных карт без ограничений по выбросам всегда является первым шагом, даже при произвольных ограничениях по выбросам выхлопных газов.) Таким образом, большое количество испытаний двигателя заменяется компьютерным моделированием. В нескольких опорных точках определяются определенные параметры. Для этих параметров должны быть заданы правила их изменения в зависимости от изменения регулируемой точки срабатывания, опережения зажигания и соотношения воздух-топливо. При расчете циклического процесса можно определить мощность двигателя в заданной области вокруг контрольной точки. Таким образом, при максимальном поиске в моделировании находятся оптимальные значения опережения зажигания и соотношения воздух-топливо. На испытательном стенде двигателя осталось лишь несколько проверочных замеров и, возможно, небольшая повторная оптимизация, если это необходимо.
Поэтому исследование подходов к моделированию характеристик автомобильных ДВС по ездовому циклу является актуальной темой магистерской диссертации.
Объект исследования.
Автомобильная силовая установка...
Выполнен анализ подходов к моделированию характеристик автомобильных ДВС по ездовому циклу, позволяющих снизить объем натурных испытаний. Получены следующие основные выводы, а именно:
- Для оптимизации режимов работы двигателя по ездовому циклу для выполнения современных норм токсичности, необходимо выявить экспериментально или расчетно с помощью имитационного моделирования целевые связи мощностных характеристик работы двигателя с токсичностью отработавших газов, при варьировании доступными регулировочными параметрами работы.
- Необходимо подобрать на основании полученных калибровочных параметров по мощности и токсичности, такие режимы работы двигателя с согласованием с условиями работы трансмиссии, чтобы обеспечить выполнение целевых показателей ездовых циклов при получении минимальных характеристик по токсичности.
Выводы по главе 1
Обзор научных работ показал, что развитие подходов к моделированию постоянно развиваются и такое направление как моделирование ездовых циклов тоже активно изучается, так как любое моделирование фактически дешевле, чем проведение натурных испытаний. Для проведения моделирования ездового цикла необходимо составить подробную карту характеристик двигателя от 0 до максимальных нагрузок и от минимальной до максимальной частоте вращения, с обязательной оценкой токсичности, что позволяет нам оставить достоверную карту мощностных и токсических характеристик двигателя, по которой уже выполнить пересчет с учетом особенностей трансмиссии на ездовой цикл.
Выводы по главе 2
Проведенный анализ результатов экспериментальных исследований показал, что токсичность двигателя на различных режимах зависит от условий протекания процесса сгорания и свойств топлива.
Выводы по главе 3
Проведенное моделирование показало, что характеристики бензинового двигателя сильно ухудшаются при увеличении степени дросселирования, причем это очень заметно на повышенных частотах вращения. Также видим, что при открытии дросселя менее чем на 40% приводит к значительному росту токсичности. При открытии дросселя менее чем на 20% работа двигателя возможна только на малых частотах вращения и при низких нагрузках.
Оценивая токсичность при полностью открытой дроссельной заслонке, можно отметить, что наиболее выгодными режимами работы являются режимы до 2000 об/мин, на этих режимах концентрация токсичных компонентов почти на 20% ниже, чем при частотах, превышающих 3000 об/мин.
