动力装置自动化 复习.ppt

传统分析方法（小扰动分析） 根据达朗贝尔原理，柴油机的惯性力矩与所有作用于刚体的力矩的合力矩相等，即： 写成增量式： 公式中几个参数的确定 延迟时间τ： 喷油开始于发火上止点之前，而柴油机在发火上止点之后开始做功，最大扭矩发生在上止点之后约90°曲轴转角处，这会造成时间滞后;此外，当齿条位移变化时，若某缸恰好喷油完毕，则此时其工作扭矩与齿条位移无关，这段延迟时间取决于柴油机的转速、气缸数以及冲程数。可用下式估算： 自平衡系数Tg： 理想化地，使柴油机自平衡系数为1 加速时间常数Ta: 由下式计算： ECU的技术特征 抗干扰性 驱动能力 控制策略 稳定性 通讯能力 鲁棒性 抗干扰性 传感器产生的信号全部输入到ECU，因此，对传感器的有效信号和噪音信号应进行区分和处理，ECU必须包括高信噪比的处理电路。 对于所有I/O都应当具备好的抗干扰性。 ECU接受的信号最终全部要变成数字量，因此，对于模拟量信号，应进行A/D转换。 驱动能力 驱动电路集成在ECU当中，其驱动能力直接影响着执行部件的工作性能。大的驱动能力取决于大的电能，因此，散热等问题是需要考虑的一个重要问题 控制策略 控制策略的制定取决于两个因素：算法的复杂性和控制效果。 算法的复杂性又与控制器的处理能力有关，取决于嵌入式系统的硬件处理速度和实时操作系统的实时精度 稳定性 由于ECU采用嵌入式系统技术，硬件的故障率和软件的故障率都会影响系统的稳定，这个意义上的稳定性应当与控制策略的稳定性一起综合考虑 通讯能力 当前的电控技术是以集中控制为主要技术特征，但是控制的复杂程度不是某一个ECU可以完全处理的，因此，发展出了多ECU形成网络通讯，共享信息，协调处理的格局。 通讯能力是ECU技术的一项重要指标，当前，CAN总线技术是应用最多的通讯技术。 鲁棒性 鲁棒性是指系统的一种抗干扰能力，这种抗干扰能力是指：在整个大系统的某个部分出现故障时，系统的工作性能。 对于发动机控制来说，从输入、输出、执行一直到发动机的工作性能，任一环节出现故障都要有一定的应对措施。 螺旋桨与柴油机的配合特性 调距桨的推力 调距桨产生的总推力为： Tp=Ts(1-t) Ts=KTρn2D4 其中，Ts是敞水时调距桨的推力，t为推力减额系数，Tp为调距桨的有效推力，KT为推力系数。n为柴油机的转速，D为调距桨的直径，ρ为水的密度。 汽车动力特性 汽车动力性评价指标 汽车驱动力和行驶阻力 汽车行驶驱动力－附着条件以及汽车附着力 汽车驱动力－行驶阻力平衡图 汽车功率平衡 行驶阻力 行驶阻力主要有滚动阻力、空气阻力、爬坡阻力、加速阻力等。 滚动阻力 滚动阻力Ff：轮胎内部摩擦产生的迟滞损失。这种迟滞损失表现为阻碍车轮运动的阻力偶 式中，m为汽车总质量；g为重力加速度；f为轮胎滚动阻力系数，对货车可取f=0.02~0.03，对轿车为f=0.013[1+0.01(va-50)] ；va为汽车的行驶速度(km/h)；α为坡道角，当α不大时，COSα≈1 轮胎的形变与受力 车轮受力与滚动摩擦系数 滚动阻力系数的试验确定法：牵引法、滑行法和转鼓法 影响滚动摩擦系数的因素 汽车速度ua对 f 的影响 轮胎的结构、材料、帘线对f 的影响也很大。子午线轮胎 f 小，天然橡胶 f 低 f的经验公式 汽车空气阻力 定义：汽车直线行驶时受到的空气阻力在汽车行驶方向上的分力。 分类： 压力阻力主要受形状、扰动和诱导阻力组成 形状阻力主要与汽车的形状有关，约占58％ 干扰阻力：汽车突出部件，如后视镜、门把手、导水槽、驱动轴、悬架导向杆等，约占14％。 内循环阻力：发动机冷却系、车身通风等气流流过汽车内部，占12％。 诱导阻力：空气升力在水平方向的分力，占7％。 摩擦阻力：9％。 汽车空气阻力公式 与汽车迎风投影面积和汽车对空气相对速度的动压 成正比。CD为汽车的空气阻力系数，轿车取0.4~0.6，客车取0.6~0.7，货车取0.8~1.0；A对货车为前轮距×总高，轿车为0.78×总宽×总高；ρa为空气密度，在常温下可取=1.226kg／m3 影响 Fw 的因素：CD 和 A 由于乘坐空间的制约A变化不大；但CD变化较大 CD大小对轿车（高速）汽车的性能影响极大 帕萨特 (Passat) CD= 0.28 降低风阻系数CD的方法 前部低， 过渡平滑， 后部加扰流板， 掠背式， 底部导流，平整化，向后应逐步升高， 整车俯视形状为腰鼓式， 改进通风进口、出口位置， 商用车顶部安装导流罩系统。 加速阻力 δ为汽车旋转质量换算为平移质量的换算系数 柴油机喷油泵的速度特性 柴油机与汽油机扭矩的速度特性 内燃机扭矩的速度特性分析 内燃机的扭矩可由下式表示： 进气空气密度 非增压机的进气密度不变 增压机