缸内直喷汽油机智能起停关键技术研究-机械工程专业论文.docxVIP

摘 摘 要 万方数据 万方数据 摘 要 现如今汽车发动机能耗和废气排放问题已成为全球关注焦点，智能起停技术具有 显著的节能减排效果，缸内直喷汽油机是未来汽油机的主导发展方向，因此通过利用 缸内直喷汽油机结构的特殊性来实现智能起停技术具有重大应用价值；怠速停机控制 策略和起动机辅助首循环燃烧起动技术是缸内直喷汽油机智能起停技术的两大关键 技术，都是有待进一步研究的课题。 本文首先针对当前怠速停机控制效果不是很理想的现状，将前方车辆与本车的 部分车况信息作为停机判断依据，运用模糊控制理论，制定基于模糊控制的怠速停机 控制策略；在 MATLAB 环境下对模糊控制器进行设计，并在 SIMULINK 环境下分别 对基于模糊控制的怠速停机控制策略和现有的怠速停机控制策略进行仿真对比研究。 其次，由于起动机辅助首循环燃烧起动工况与平常冷起动或者热起动都不同，为使首 循环第一缸（处于压缩冲程的气缸）能够成功点火并稳定燃烧，运用仿真软件对混合 气形成情况进行模拟研究；采用 CATIA 软件和 FIRE 软件对三菱 4G15 汽油机建立模 拟平台，对热机工况首循环第一缸的混合气形成情况进行模拟，并分析不同的喷油定 时对缸内浓度场的影响，为不同的活塞初始位置优选出混合气形成情况较好的喷油定 时。主要研究结论如下： （1）基于模糊控制的怠速停机控制策略可以满足及时自动停机的要求，与现有 的怠速停机控制策略相比，它能更早更及时地使发动机停机，还能够避免不必要的 停机。 （2）对于 150°CA BTDC、120°CA BTDC、90°CA BTDC 及 60°CA BTDC 这四种 活塞初始位置，当喷油定时为 40°CA BTDC 或 50°CA BTDC 且喷油量适中时，缸内 混合气的形成情况较好，火花塞附近混合气的燃空当量比符合点火燃烧浓度要求，发 动机可以实现点火，且可燃混合气都围绕着火花塞分布，有利于稳定燃烧；当活塞初 始位置为 30°CA BTDC，喷油定时为 20°CA BTDC 且喷油量适中时，火花塞附近的可 燃混合气分布区域相对较小，但燃空当量比符合点火燃烧浓度要求，发动机可以实 现点火燃烧。 （3）对于其它活塞初始位置，当喷油时刻在 20°CA BTDC-60°CA BTDC 之间且 喷油量适中时，火花塞附近容易形成大量可燃混合气，发动机容易实现点火燃烧。 关键词：智能起停；缸内直喷汽油机；控制策略；首循环；混合气形成。 I Abstract Abstract Abstract Nowadays engine power consumption and exhaust emissions has become a focus of global attention, smart start-stop technology has remarkable effect of energy conservation and emissions reduction, gasoline direct injection engine has been the main direction of the future of the gasoline engine,so it is very practical to realize the smart start-stop technology by using the particular structure of the gasoline direct injection engine.The control strategy of idling stop and the start technology with the combustion in first cycle assisted by the starter which are the two key technologies of smart start-stop technology used on direct injection gasoline engine and under-researched topic in the industry are studied in this paper. The control effect of the existing control strategy of idling stop is not ideal, taking the running information of the front vehicle and host vehicle as the judging basis of idling stop, the control strategy of idli